Pauli dışlama prensibi fiziği

Pauli dışlama ilkesi, bir atomdaki iki elektronun aynı anda veya konfigürasyonda aynı anda bulunamayacağı iddiası, Avusturyalı fizikçi Wolfgang Pauli tarafından atomlardan gözlenen ışık emisyonu kalıplarını hesaba katmak için önerildi (1925). Dışlama ilkesi daha sonra elektronun sadece bir üye olduğu bütün bir parçacık sınıfını içerecek şekilde genelleştirilmiştir.

Atomaltı parçacıklar istatistiksel davranışlarına göre iki sınıfa ayrılır. Pauli dışlama ilkesinin uygulandığı parçacıklara fermiyon denir; bu ilkeye uymayanlara bozon denir. Elektronlar için bir atom veya protonlar ve nötronlar için bir çekirdek gibi kapalı bir sistemdeyken, belirli bir durum her seferinde sadece bir kişi tarafından işgal edilecek şekilde fermiyonlar dağıtılır.

Dışlama ilkesine uyan parçacıkların karakteristik bir spin değeri veya iç açısal momentum değeri vardır; dönüşleri her zaman bir buçuk tam sayı katsayısıdır. Atomların modern görünümünde, yoğun çekirdeği çevreleyen alanın, her biri sadece iki farklı durum içeren orbitallerden veya bölgelerden oluştuğu düşünülebilir. Pauli dışlama ilkesi, bu durumlardan birinin yarısında bir spin elektronu tarafından işgal edilmesi durumunda, diğerinin sadece karşıt spinli bir elektron veya yarısının negatif yarısında bir elektron tarafından işgal edilebileceğini gösterir. Bir çift zıt spin elektronu tarafından işgal edilen bir yörünge doldurulur: çiftlerden biri yörüngeyi boşalana kadar daha fazla elektron giremez. Dışlama prensibinin atomik elektronlara uygulandığı alternatif bir versiyonu, iki elektronun dört kuantum sayısının aynı değerlerine sahip olamayacağını belirtir.