費(fèi)米子可以是基本粒子,例如電子,或者是復(fù)合粒子,例如質(zhì)子、中子。根據(jù)相對(duì)論性量子場(chǎng)論的自旋統(tǒng)計(jì)定理,自旋為整數(shù)的粒子是玻色子,自旋為半整數(shù)的粒子是費(fèi)米子。除了這自旋性質(zhì)以外,費(fèi)米子的重子數(shù)與輕子數(shù)守恒。因此,時(shí)常被引述的“自旋統(tǒng)計(jì)關(guān)系”實(shí)際是一種“自旋統(tǒng)計(jì)量子數(shù)關(guān)系”。
根據(jù)費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì),對(duì)于N個(gè)全同費(fèi)米子,假設(shè)將其中任意兩個(gè)費(fèi)米子交換,則由于描述這量子系統(tǒng)的波函數(shù)具有反對(duì)稱性,波函數(shù)的正負(fù)號(hào)會(huì)改變。由于這特性,費(fèi)米子遵守包利不相容原理:兩個(gè)全同費(fèi)米子不能占有同樣的量子態(tài)。因此,物質(zhì)具有有限體積與硬度。費(fèi)米子被稱為物質(zhì)的組成成分。質(zhì)子、中子、電子是制成日常物質(zhì)的關(guān)鍵元素。