费米子到底是什么？

费米子到底是什么？

粒子按自旋量子数分为两类，一是费米子，自旋取半整数(1/2，3/2，…)，遵守全同粒子交换反对称；二是玻色子，自旋取整数(0，1，2，…)，遵守全同粒子交换对称。 全同粒子指内禀属性相同的粒子，如任何原子的电子，其质量、电荷、自旋、荷、轻子数等相同，人们不能据此区分电子，但可以区分质子和电子。

电子自旋为1/2，是费米子。 原子中的电子处于束缚态，可以用4个量子数来表征，它们是(n，l，lm，sm)，分别是能量、角动量、角动量第三分量、自旋第三分量的量子数。 考虑氦原子的两个电子仅在库仑力作用下的体系波函数，体系的波函数必须是交换反对称。如果体系波函数可写成空间波函数（描述能量、角动量、角动量第三分量）与自旋波函数的直积，则有以下情况：

1、空间波函数交换对称，自旋波函数交换反对称

2、空间波函数交换反对称，自旋波函数交换对称

如果有两个电子的这四个量子数相同，则要么空间波函数等于零，要么自旋波函数等于零，这样体系的波函数是0，因此概率等于0.这就是Pauli不相容原理，量子态相同的全同费米子的概率是0，即费米子的每一个量子态只可以有一个费米子。对于大量的全同费米子组成的统计系统，量子态上的费米子数目遵守费米狄拉克统计分布。玻色子不受Pauli不相容原理的约束，全同玻色子的统计系统，遵守波色爱因斯坦统计分布。

粒子被视为点粒子，我们可以让全同费米子占据相同的位置，只要它们有不相同的量子数。