Bir fermiyon, temel parçacıkların bir kategorisidir. Çok küçük ve çok hafiftirler. Fermiyonlar maddenin yapı taşları olarak düşünülebilir çünkü atomlar fermiyonlardan oluşur. Paul Dirac, Enrico Fermi adlı ünlü bir bilim adamının onuruna onlara fermiyon adını vermiştir.


Bir elektron (yüklü bir parçacık) bir fermiyondur, ancak bir foton (elektromanyetik radyasyon parçacığı) değildir. Fermiyonların spin sayıları 1/2, 3/2, 5/2, vb.dir. Spinleri tam sayı olmadığından, Pauli dışlama ilkesine uyarlar: spin gibi aynı kuantum sayılarına sahiplerse, iki fermiyon bir kuantum durumunu (uzaydaki konumu da içerir) paylaşamaz. Başka bir deyişle, fermiyonlar birbirleriyle çarpışabilir. Bu davranış, bozon adı verilen diğer temel parçacık sınıfında yoktur: aynı anda aynı yerde birçok bozon, örneğin foton olabilir. Fermiyonların hareketi Fermi-Dirac istatistiğini takip eder.

En iyi bilinen fermiyonlar 1/2 spine sahiptir. Spini 1/2 olan bir fermiyon türüne örnek olarak elektron verilebilir. Elektron, lepton adı verilen bir grup fermiyona aittir.

Temel fermiyonlar (başka hiçbir şeyden oluşmayan fermiyonlar) ya kuarklar ya da leptonlardır. Kuarkların 6 farklı türü ("flavours" olarak adlandırılır) ve leptonların 6 farklı türü vardır. Bunlar onların isimleridir:

  • Kuarklar - yukarı, aşağı, tılsım, garip, üst, alt
  • Leptonlar - elektron, müon, tau, elektron nötrinosu, müon nötrinosu, tau nötrinosu

Bu fermiyonların her birinin ayrıca kendisiyle ilişkili bir anti-parçacığı vardır, dolayısıyla toplam 24 farklı temel fermiyon vardır. Anti-parçacık orijinal parçacığa benzer, ancak zıt elektrik yüküne sahiptir. "Yukarı", "tılsım" ve "üst" kuarklar +2/3 elektrik yüküne sahiptir. Anti-parçacıklarının yükü -2/3'tür (anti-yukarı, anti-cazibe, anti-top). Diğer üç kuark (aşağı, garip ve alt) -1/3 yüke sahiptir ve anti-parçacıkları +1/3 yüke sahiptir. Elektron, müon ve tau leptonlarının hepsinin yükü -1'dir ve anti-parçacıklarının (anti-elektron ya da "pozitron", anti-müon, anti-tau) yükü +1'dir. Tüm nötrinolar ve anti-nötrinolar 0 yüke sahiptir. Aynı yüke sahip kuarklar veya leptonlar arasındaki temel fark kütleleridir.

Herhangi bir fermiyonun süpersimetrik karşılığı "sfermiyon" olarak adlandırılır.