fermionoknál

Fermionok olyan részecskék vagy összetett rendszerek, amelyek félspinűek (például s = 1/2), és amelyekre a Pauli kizárási elv érvényes. Ezek a részecskék a Fermi-Dirac statisztikát követik, és a spin-statisztika elmélete szerint a félspinű rendszerekre jellemző viselkedést mutatnak.

Példák közé tartoznak az elemi fermionok, mint a leptonsor (elektron, muon, tau és a neutrínók) és a quarkok (up, down, strange, charm, bottom, top). Összetett fermionok is vannak, például a proton és a neutron (mindkettő spin 1/2), amelyek baryonok. Hasonló módon más hadronok között is találhatók fermionok. Jellemző, hogy a több részecske együttes állapotát antiszimmetrikus hullámegyenlet írja le, ami a Pauli kizárási elv alapja.

A spin-statisztika elmélete szerint a félspinű részecskék Fermi-Dirac statisztikát követnek, és a teljes hullámegyenlet antiszimmetrikus a részecskékre nézve. Ennek következménye a korlátozott megengedett állapotok száma és a bizonyos rendszerben bekövetkező állapotfoglalás.

Kiemelkedő jelenségek közé tartozik a degenerációs nyomás, amely nagyon sűrű rendszerekben stabilitást biztosít anélkül, hogy a hőmérsékletre támaszkodna. Ilyen jelenségek például a fehér törpékben vagy neutroncsillagokban jelentkeznek. A mindennapi anyagokban pedig az elektronok viselkedése meghatározza az anyag vezetőképességét és a vegyületek kémiai tulajdonságait.