Pauli-eksklusjonsprinsippfysikk

Paulis eksklusjonsprinsipp, påstand om at ingen to elektroner i et atom kan være samtidig i samme tilstand eller konfigurasjon, foreslått (1925) av den østerrikske fysikeren Wolfgang Pauli for å redegjøre for de observerte mønstrene av lysemisjon fra atomer. Utelukkelsesprinsippet har senere blitt generalisert til å omfatte en hel klasse av partikler som elektronet bare er ett element av.

Subatomiske partikler faller i to klasser, basert på deres statistiske oppførsel. Partiklene som Pauli-eksklusjonsprinsippet gjelder for kalles fermioner; de som ikke overholder dette prinsippet kalles bosoner. Når du er i et lukket system, for eksempel et atom for elektroner eller en kjerne for protoner og nøytroner, blir fermioner fordelt slik at en gitt tilstand bare blir okkupert av en om gangen.

Partikler som overholder eksklusjonsprinsippet har en karakteristisk verdi av spinn, eller iboende vinkelmoment; spinnet deres er alltid noen rare heltalemultipler på halvparten. I det moderne synet på atomer kan rommet rundt den tette kjernen antas å bestå av orbitaler eller regioner, som hver omfatter bare to forskjellige tilstander. Pauli-ekskluderingsprinsippet indikerer at hvis en av disse tilstandene er okkupert av et elektron med spinn-halvdel, kan den andre bare okkuperes av et elektron med motsatt spinn, eller spin-negativ halvdel. En orbital okkupert av et par elektroner med motsatt spinn er fylt: ikke flere elektroner kan komme inn i den før ett av paret fraflytter banen. En alternativ versjon av eksklusjonsprinsippet som brukes på atomelektroner sier at ingen to elektroner kan ha de samme verdiene for alle fire kvantetall.