Fermioner är de partiklar som materia bygger upp. Elektroner, protoner, neutroner och kvarkar är alla fermioner. De följer Paulis uteslutningsprincip, som säger att inga två fermioner kan inta samma kvanttillstånd. Den regeln är anledningen till att atomer har struktur, varför elektroner fyller skal i en specifik ordning och varför materia inte kollapsar till en enda tät klump. Fermioner har halvt heltalsspinn, som 1/2 eller 3/2. Bosoner har däremot heltalsspinn och kan staplas in i samma tillstånd.

Uteslutningsprincipen har djupgående konsekvenser. Det är därför vita dvärgstjärnor och neutronstjärnor inte kollapsar under sin egen gravitation. Elektronerna eller neutronerna motstår kompression eftersom de inte alla kan inta samma tillstånd. Detta motstånd kallas degenerationstryck. Fermioner finns i två typer: kvarkar, som känner av den starka kraften, och leptoner, som inte gör det. Kvarkar kombineras för att bilda protoner och neutroner. Leptoner inkluderar elektroner, myoner och neutriner. Varje fermion har en antipartikel med motsatt laddning. Ordet fermion hedrar Enrico Fermi, som utvecklade statistiken som beskriver dem.

Fermionfakta

• Materiepartiklar. Elektroner, protoner, neutroner, kvarkar.
• Spin. Halvt heltal, som 1/2.
• Uteslutningsprincipen. Inga två i samma kvanttillstånd.
• Degenerationstryck. Stödjer vita dvärgar och neutronstjärnor.
• Typer. Kvarkar och leptoner.

Fermioner är inte samma sak som bosoner. Fermioner bygger upp materia. Bosoner bär krafter.