Fermion

Jedes Elementarteilchen ist entweder ein Fermion oder ein Boson. Fermionen haben einen halbzahligen Spin (also 1/2, 3/2 etc.). Zu den Fermionen gehören Elektronen, Protonen, Neutronen, Neutrinos und Quarks.

Fermionen gehorchen dem Pauli-Prinzip, welches besagt, dass zwei Fermionen nicht gleichzeitig am gleichen Ort einen identischen Quantenzustand annehmen können. Allgemein gilt, dass die quantenmechanische Wellenfunktion zweier oder mehrerer gleichartiger Fermionen bei Austausch zweier Fermionen ihre Phase ändert. Auf Elektronen im Atom angewendet erklärt diese Eigenschaft den systematischen Aufbau des Periodensystems der chemischen Elemente.

Eine weitere unanschauliche Eigenschaft von Fermionen ist, dass ihre quantenmechanische Wellenfunktion nach einer Rotation um 360 Grad das Vorzeichen ändert; erst nach einer Rotation um 720 Grad ist der Ausgangszustand wieder hergestellt.

Fermionen gehorchen der Fermi-Dirac-Statistik.