超費米子

超費米子就是超對稱後的費米子，已經從費米子轉變為了玻色子。目前只是一種假想粒子，粒子撞擊器對它的探索仍在繼續。

基本介紹

• 中文名：超費米子
• 外文名：Sfermion

簡介

超費米子就是超對稱後的費米子，已經從費米子轉變為了玻色子。目前只是一種假想粒子，粒子撞擊器對它的探索仍在繼續。

超對稱

超對稱是費米子和玻色子之間的一種對稱性，該對稱性至今在自然界中尚未被觀測到。物理學家認為這種對稱性是自發破缺的。大型強子對撞機將會驗證粒子是否有相對應的超對稱粒子這個疑問。

超對稱模型能解決三個難題：

1. 在大統一理論尺度，它能夠促使規範耦合常數收斂合一。
2. 它能夠給出一個暗物質候選。
3. 它能夠合理的解釋級列問題（hierarchy problem）。

費米子

在粒子物理學里，費米子（英語：fermion）是遵守費米-狄拉克統計的粒子。費米子包括所有夸克與輕子，任何由奇數個夸克或輕子組成的複合粒子，所有重子與很多種原子與原子核都是費米子。術語費米子是由保羅·狄拉克給出，紀念恩里科·費米在這領域所作的傑出貢獻。

費米子可以是基本粒子，例如電子，或者是複合粒子，例如質子、中子。根據相對論性量子場論的自旋統計定理，自旋為整數的粒子是玻色子，自旋為半整數的粒子是費米子。除了這自旋性質以外，費米子的重子數與輕子數守恆。因此，時常被引述的“自旋統計關係”實際是一種“自旋統計量子數關係”。

根據費米-狄拉克統計，對於N個全同費米子，假設將其中任意兩個費米子交換，則由於描述這量子系統的波函式具有反對稱性，波函式的正負號會改變。由於這特性，費米子遵守包利不相容原理：兩個全同費米子不能占有同樣的量子態。因此，物質具有有限體積與硬度。費米子被稱為物質的組成成分。質子、中子、電子是製成日常物質的關鍵元素。

玻色子

在量子力學里，粒子可以分為玻色子（英語：boson）與費米子。保羅·狄拉克為了紀念印度物理學者薩特延德拉·玻色的貢獻，因此給出玻色子的命名。玻色與阿爾伯特·愛因斯坦合作發展出的玻色-愛因斯坦統計可以描述玻色子的性質。在所有基本粒子中，標準模型的幾個傳遞作用力的規範子，光子、膠子、W玻色子、Z玻色子都是玻色子，賦予基本粒子質量的希格斯子是玻色子，已被證實。在量子引力理論里傳遞引力的引力子也是玻色子，尚未被證實存在。在複合粒子裡，介子是玻色子，質量數為偶數的穩定原子核，像重氫H（原子核由一顆質子和一顆中子組成，質量數為2）、氦-4、鉛-208等也是玻色子，準粒子像庫柏對、等離體子、聲子等都是玻色子。

多個玻色子可以同時占有同樣量子態。這是一個很重要的性質。當氦-4因冷卻變為超流體時，會顯示出這種性質。與之相比，兩個費米子不能同時占有同樣的量子態。組成物質的基本粒子是費米子，例如，輕子、夸克。玻色子傳遞作用力使得費米子能夠連結在一起。由於玻色子的作用，物質能夠黏結在一起。