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什么是费米子(2023已更新)物质的第六态

发布时间:2023-03-26 09:48:44   来源:    

说起费米子,会有不少人想要了解,那么下面来看看费米子的有关内容。

什么是费米子

在一组由全同粒子组成的体系中,如果在体系的一个量子态上只容许容纳一个粒子,这种粒子称为费米子。

因为中子、质子都是费米子,故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数。

费米子是依随费米统计、角动量的自旋量子数为半奇数整数倍的粒子。费米子遵从泡利不相容原理,得名于意大利物理学家费米。

基本粒子中所有的物质粒子都是费米子,是构成物质的原材料。由于没有任何两个费米子能拥有相同的量子态,费米子的凝聚一直被认为不可能实现。

物质的第六态

物质的第六态是“费米子凝聚态”。过去,人们只知道物质有三态,即气态、液态和固态。20世纪中期,科学家确认物质第四态,即“等离子体态”。1995年,美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组,首次创造出物质的第五态,即“玻色一爱因斯坦凝聚态”。去年,这个联合研究小组又宣布,他们创造出物质的第六种形态,即“费米子凝聚态”。根据“费米子凝聚态”研究小组负责人德博拉·金的介绍,“费米子凝聚态”与“玻色一爱因斯坦凝聚态”都是物质在量子状态下的形态,但处于“费米子凝聚态”的物质不是超导体。

天使粒子有什么意义

马约拉纳费米子称为“天使粒子”。根据爱因斯坦的质能转换公式,当一个粒子遇上其反粒子就会发生湮灭,并释放能量。

发现马约拉纳费米子存在,对于建造稳定的量子计算机具有重要意义。

量子计算机能够进行高度并行的量子计算,效率远超经典计算机,但环境噪声是研发量子计算机的一大障碍。一个量子比特(量子计算的基本单位)的信息很难稳定存储,微弱的环境噪声就会破坏其量子特性。

含有十个电子是什么意思

含有十个电子是指原子核外含有十个带负电荷不规则运动的粒子,电子属于轻子类,以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用,是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子,电子带有1/2自旋,是一种费米子。

根据泡利不相容原理,任何两个电子都不能处于同样的状态。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、带电量大小都与电子相同,但是电量正负性与电子相反。电子与正子会因碰撞而互相湮灭,在这过程中,生成一对以上的光子。由电子与中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所组成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称该带电原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。

什么是电子对

电子对:为位于同一分子轨道的一对电子。因在同一分子轨道中的电子对自旋方向相反,它们的磁矩会互相抵消。有时侯电子对受到外磁场影响,产生净磁矩,形成抗磁性现象。在化学反应中元素的原子都有使最外层电子达到稳定结构的趋势。例如氯元素的原子在化学反应中易获得一个电子,而氢元素的原子也容易获得一个电子形成最外层为2个电子的稳定结构、这两种元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层一个电子组成一个电子对,为两原子共用,在两个原子核外的空间运动,从而使双方都达到稳定结构。

根据泡利不相容原理,一原子中的电子不能有同一量子数,若电子要留在同一分子轨道中,需改变其自旋量子数。电子为费米子,其自旋为正二分之一或负二分之一,因此一分子轨道中只能有一对电子。