Pauli kizárási elve

Pauli kizárási elv, állítás, hogy egy atomban nincs két elektron egyidejűleg ugyanabban az állapotban vagy konfigurációban, Wolfgang Pauli osztrák fizikus javasolta (1925) az atomok fénykibocsátásának megfigyelt mintáinak figyelembe vételére. A kizárási elvet később általánosították, hogy a részecskék egész osztályát magában foglalja, amelyeknek az elektron csak egy tagja.

A szubatomi részecskék statisztikai viselkedésük alapján két osztályba sorolhatók. Azokat a részecskéket, amelyekre a Pauli kizárási elv vonatkozik, fermionoknak nevezzük; azokat, akik nem engedelmeskednek ennek az elvnek, bozonoknak nevezzük. Zárt rendszerben, például atom az elektronoknál, vagy egy mag a protonok és neutronok esetében, a fermionok úgy oszlanak el, hogy egy adott állapotot egyszerre csak egy foglal el.

A kizárási elvnek engedelmeskedő részecskék a spin vagy a belső szögimpulzus jellemző értéke; pörgésük mindig valamilyen páratlan egész szám többszöröse a felének. Az atomok modern nézetében a sűrű magot körülvevő tér felfogható úgy, hogy pályákból vagy régiókból áll, amelyek mindegyike csak két különálló állapotot tartalmaz. A Pauli-kizárás elve azt jelzi, hogy ha ezen állapotok egyikét egy fonás elektron foglalja el, akkor a másikat csak egy ellentétes pörgésű vagy fonó negatív fele foglalhatja el. Az ellentétes spinű elektronpár által elfoglalt pálya kitöltődik: többé elektron nem léphet be, amíg az egyik pár ki nem üríti a pályát. Az atomelektronokra alkalmazott kizárási elv alternatív változata azt állítja, hogy két elektronnak nem lehet ugyanaz az értéke mind a négy kvantumszámnak.