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Concept
Fermion
Résumé
En physique des particules, un fermion (nom attribué par Paul Dirac d'après Enrico Fermi) est une particule de spin demi-entier (c'est-à-dire 1/2, 3/2, 5/2...). Elle obéit à la statistique de Fermi-Dirac. Un fermion peut être une particule élémentaire, tel l'électron, ou une particule composite, tel le proton, ou toutes leurs antiparticules. Toutes les particules élémentaires observées sont soit des fermions, soit des bosons (l'hypothétique matière noire, encore non observée en , n'est actuellement pas catégorisée).
Les fermions élémentaires se regroupent en deux familles :
Les leptons (électron, muon, tauon et neutrinos), qui ne sont pas soumis à l'interaction forte ;
Les quarks, qui sont soumis aux quatre interactions de la nature.
Les autres fermions sont tous composés.
Selon le principe d'exclusion de Pauli, deux fermions identiques d'un même système ne peuvent se trouver dans le même état quantique. Ainsi dans l'atome, tous les électrons ont des nombres quantiques différents ; c'est également le cas dans tous les autres systèmes de fermions.
Lepton
Le modèle standard reconnaît deux types de fermions élémentaires : les quarks et les leptons ; en tout il en décrit 24 différents. Il y a six quarks (up, down, strange, charm, bottom, et top), six leptons (électron, neutrino électronique, muon, neutrino muonique, tau et neutrino tauique), ainsi que les douze antiparticules correspondantes.
Tous les fermions avec une hélicité à gauche subissent l'interaction faible, tandis que tous les fermions droitiers connus n'y sont pas soumis. Autrement dit, seuls les fermions gauchers et les anti-fermions droitiers interagissent avec le boson W.
Dans la famille des leptons, on connaît :
l'électron : cette particule stable est de masse 1836 fois moindre que celle du proton, et de charge négative -e ;
le muon : cette particule instable a la même charge que l'électron et est 210 fois plus massive que ce dernier.
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