¿Puedes demostrar que un quark es un fermión spin [math] \ frac {1} {2}? [/ Math]

Probablemente la evidencia experimental más directa proviene de eventos de producción de hadrones de dos y tres chorros, donde [matemáticas] e ^ + \, e ^ – [/ matemáticas] se aniquilan a un par quark-antiquark y, a menudo, un gluón duro, cada partícula luego generando un chorro de hadrones razonablemente colimado. La distribución angular de los chorros depende del giro de las partículas producidas inicialmente, y se ajusta muy bien a 1/2 quarks de giro y gira uno gluones. Estos son experimentos muy limpios y difíciles de interpretar de otra manera.

Otra evidencia incluye las estadísticas de bariones compuestas de tres quarks del mismo sabor, como [math] \ Delta ^ {++} \, (uuu) [/ math], [math] \ Delta ^ – \, (ddd) [ / math] o [math] \ Omega ^ – \, (sss) [/ math]. Sus quarks ocupan un estado de color antisimétrico (suponemos que es incoloro) multiplicado por una función de onda espacial simétrica, por lo que un estado general antisimétrico, por lo que fermiones.

La palabra “probar” puede tener diferentes significados en diferentes contextos. Nada de un tipo general se puede probar de la forma en que se pueden probar los teoremas matemáticos.

Si se pregunta cómo se apoya la idea teórica de que los quarks son fermiones, eso proviene de una combinación de la demostración de que los bariones están hechos de partículas más fundamentales, la teoría que precedió a esta confirmación experimental y algunas mediciones y observaciones posteriores.

Si los quarks de hecho componen bariones, como se espera de la teoría de la cromodinámica cuántica, y los quarks no eran fermiones, habría muchos más barones que los descubiertos, y habría bariones que no son fermiones.

Los fermiones no pueden existir en proximidad interactiva con el mismo conjunto de números cuánticos. Esto produce restricciones en las partículas particulares que pueden existir en la naturaleza. Sin esta restricción, estaríamos encontrando muchas partículas que no estamos encontrando.

Todo se reduce a la teoría que se sostiene extremadamente bien si los quarks son fermiones y nada si no lo son.

Por definición, el fermión es cualquier partícula física con espín de medio entero, como 1 / 2,3 / 2,5 / 2, etc., y dado que el espín de quark es medio entero, es fermión, al igual que otras partículas como el electrón , neutrones, protones, etc.