© MinutePhysics (Partner wydawniczy Britannica) Zobacz wszystkie filmy do tego artykułu
Zasada wykluczenia Pauliego, twierdzenie, że żadne dwa elektrony w atomie nie mogą być w tym samym czasie w tym samym stanie lub konfiguracji, zaproponowanej (1925) przez austriackiego fizyka Wolfganga Pauliego w celu wyjaśnienia obserwowanych wzorców emisji światła z atomów. Zasada wykluczania została następnie uogólniona i obejmuje całą klasę cząstek, których elektron jest tylko jednym członkiem.
Cząstki subatomowe dzielą się na dwie klasy, w oparciu o ich statystyczne zachowanie. Te cząstki, do których odnosi się zasada wykluczenia Pauliego, nazywane są fermionami; te, które nie przestrzegają tej zasady, nazywane są bozonami. W układzie zamkniętym, takim jak atom dla elektronów lub jądro dla protonów i neutronów, fermiony są rozmieszczone w taki sposób, że dany stan jest zajęty tylko przez jeden naraz.
Cząstki podlegające zasadzie wykluczenia mają charakterystyczna wartość spinu lub wewnętrznego momentu pędu; ich spin jest zawsze jakąś nieparzystą liczbą całkowitą będącą wielokrotnością połowy. We współczesnym ujęciu atomów przestrzeń otaczającą gęste jądro można traktować jako składającą się z orbitali lub regionów, z których każdy zawiera tylko dwa różne stany. Zasada wykluczenia Pauliego wskazuje, że jeśli jeden z tych stanów jest zajęty przez elektron o spinie jednej połowy, drugi może być zajęty tylko przez elektron o spinie przeciwnym lub ujemnym w połowie. Orbital zajmowany przez parę elektronów o przeciwnym spinie jest wypełniony: żadne elektrony nie mogą do niego wejść, dopóki jeden z pary nie opuści orbital. Alternatywna wersja zasady wykluczania zastosowana do elektronów atomowych stwierdza, że żadne dwa elektrony nie mogą mieć takich samych wartości wszystkich czterech liczb kwantowych.