Conozcamos los fermiones // Let's get to know fermions
Hello dear hive community! 😉
¡Hola querida comunidad de hive! 😉
Después de muchos días de ausencia por motivos laborales al fin estoy por acá nuevamente, de verdad que extrañaba mucho este espacio. Él día de hoy quiero continuar con un tema que comencé hace algunos meses atrás, se trata del estudio de las partículas elementales, en esta ocasión hablaremos sobre los fermiones.
After many days of absence for work reasons I am finally here again, I really missed this space. Today I want to continue with a topic that I started some months ago, it is about the study of elementary particles, this time we will talk about fermions.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva // Image made with the graphic design and image composition website Canva.Resulta que hay algo común entre los electrones y los quarks, pero no es ni su carga, ni la masa, ni la estructura, se trata de que ambas son FERMIONES. Este tipo de partículas Freire (2024) “se identifican como aquellas partículas elementales capaces de dar forma a la materia a través de sus interacciones y de sus propiedades únicas. Aunque se trata de partículas invisibles y muy difíciles de imaginar o detectar visualmente, los fermiones son las partículas responsables de la diversidad y de la estabilidad de todo aquello que vemos y palpamos, desde las estrellas que se encuentran en el cielo hasta los átomos que componen nuestro cuerpo.
Si analizamos un poco más en profundidad, los fermiones son partículas fundamentales que constituyen la materia. Tienen una gran diferencia de otras partículas tales como los bosones, y es que los fermiones obedecen de manera estricta a las leyes de la mecánica cuántica como principios que determinan su manera de comportarse. Por ejemplo, es el Principio de Exclusión de Pauli, el cual fue propuesto por el físico Wolfgang Pauli en 1925. Básicamente, este principio establece que no pueden haber dos fermiones con idénticas propiedades cuánticas como la energía, el espín o la posición ocupando el mismo estado cuántico simultáneamente. Lo mencionado, es un resultado de la ley fundamental para la estructura de la materia, ya que permite la formación de átomos complejos y evita que todas las partículas se colapsen en un único estado.
It turns out that there is something in common between electrons and quarks, but it is neither their charge, nor mass, nor structure, it is that they are both FERMIONS. This type of particles Freire (2024) “are identified as those elementary particles capable of shaping matter through their interactions and unique properties. Although they are invisible particles and very difficult to imagine or detect visually, fermions are the particles responsible for the diversity and stability of everything we see and feel, from the stars in the sky to the atoms that make up our bodies.
If we look a little deeper, fermions are fundamental particles that make up matter. They have a big difference from other particles such as bosons, and that is that fermions strictly obey the laws of quantum mechanics as principles that determine the way they behave. For example, it is the Pauli Exclusion Principle, which was proposed by the physicist Wolfgang Pauli in 1925. Basically, this principle states that no two fermions with identical quantum properties such as energy, spin or position can occupy the same quantum state simultaneously. This is a result of the fundamental law for the structure of matter, since it allows the formation of complex atoms and prevents all particles from collapsing into a single state.
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Ahora bien, es propicio resaltar que el nombre de estas partículas provienen directamente de Enrico Fermi, un físico de origen italiano que fue pionero en el estudio de las partículas subatómicas y la mecánica cuántica. Este brillante físico realizó grandes aportes al estudio de la mecánica cuántica, especialmente en el contexto de la estadística que lleva por nombre estadística de Fermi - Dirac. La cual describe cómo los fermiones se distribuyen en diferentes estados de energía a temperaturas cercanas al cero absoluto, esta teoría permite entender cómo los electrones se comportan.
Anteriormente, estuvimos estudiando un poco los bosones, pero ¿Cuál es la diferencia entre los bosones y los fermiones? Se trata de una diferencia fundamental y es que los fermiones están bajo el Principio de Exclusión de Pauli, por ende son partículas que conforman la materia, por otra parte, los bosones no se encuentran bajo este principio, lo que hace que estás partículas sean quienes medían las fuerzas fundamentales de la naturaleza. De este modo, los fermiones incluyen partículas como los electrones, que son los responsables de enlaces químicos o la conducción de la electricidad; así como los quarks, que son partículas que se combinan para formar protones y neutrones en el núcleo atómico.
Now, it is appropriate to point out that the name of these particles comes directly from Enrico Fermi, a physicist of Italian origin who was a pioneer in the study of subatomic particles and quantum mechanics. This brilliant physicist made great contributions to the study of quantum mechanics, especially in the context of the Fermi-Dirac statistics. Which describes how fermions are distributed in different energy states at temperatures close to absolute zero, this theory allows us to understand how electrons behave.
Previously, we were studying bosons a little bit, but what is the difference between bosons and fermions? It is a fundamental difference and it is that fermions are under the Pauli Exclusion Principle, therefore they are particles that make up matter, on the other hand, bosons are not under this principle, which makes these particles are those who measured the fundamental forces of nature. Thus, fermions include particles such as electrons, which are responsible for chemical bonds or the conduction of electricity; as well as quarks, which are particles that combine to form protons and neutrons in the atomic nucleus.
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Entonces, existen dos tipos de fermiones principales, estos son los quarks y los leptones. Los quarks son como “bloques de construcción” de las partículas más grandes, tales como los protones y los neutrones. Cabe resaltar, que existen seis tipos de quarks conocidos como “sabores” arriba, abajo, extraño, encanto, cima y fondo; los cuales se encuentran agrupados debido a la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatros fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Por otra parte, los leptones son partículas fundamentales que no participan en la fuerza nuclear fuerte. Un ejemplo de ello son los electrones, quienes orbitan alrededor del núcleo atómico y también son los leptones más conocidos dentro de la cotidianidad científica, los mismos juegan un papel fundamental para la química y la electricidad.
So, there are two main types of fermions, these are quarks and leptons. Quarks are like “building blocks” of the larger particles, such as protons and neutrons. It is worth noting that there are six types of quarks known as “flavors” up, down, strange, charm, top and bottom, which are grouped together due to the strong nuclear force, one of the four fundamental forces of nature.
On the other hand, leptons are fundamental particles that do not participate in the strong nuclear force. An example of this are electrons, which orbit around the atomic nucleus and are also the best known leptons in everyday science, playing a fundamental role in chemistry and electricity.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y deseo ver en los comentarios sus opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico
In closing, I hope that the topic is to the readers' liking and I hope to see in the comments your opinions and significant contributions that will help to broaden the topic and generate a critical and enriching debate for the satisfactory dissemination of scientific knowledge.
Referencias
GIANCOLI, DOUGLAS. (2007). Física. Editorial: Pearson
Freire, Noelia. (2024). ¿Qué son los fermiones? De los quarks a los electrones. [Documento en línea] Disponible en:
References
GIANCOLI, DOUGLAS. (2007). Physics. Publisher: Pearson
Freire, Noelia. (2024). What are fermions? From quarks to electrons.[Online document] Available at:
Translator Deepl
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https://x.com/ILovePhysica/status/1928241099971182904?t=bhX7Us1N0Leax36snElujw&s=19
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