Differenze tra le versioni di "Principio di esclusione di Pauli"

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Il '''principio di esclusione di Pauli''' è un principio della [[meccanica quantistica]] che afferma che due [[fermione|fermioni]] identici non possono occupare simultaneamente lo stesso [[stato quantico]].
 
Formulato da [[Wolfgang Ernst Pauli|Wolfgang Pauli]] nel [[1925]], vieneè anche citato come '''principio di esclusione''' o '''principio di Pauli'''.
 
Il principio di esclusione si applica solo ai [[fermioni]], che formano stati quantici antisimmetrici e hanno [[spin]] semi-intero, e che includono [[protone|protoni]], [[neutrone|neutroni]] ed [[elettrone|elettroni]], le tre particelle che compongono la [[materia (fisica)|materia]] ordinaria. Esso non è valido per i [[Bosone (fisica)|bosoni]], i quali formano stati quantici simmetrici e hanno spin intero. Il principio è alla base della comprensione di molte delle caratteristiche distintive della materia.
 
== Fermioni e simmetria ==
I [[fermione|fermioni]] della stessa specie, formano stati totalmente antisimmetrici, chee nel caso di due particelle significa che
 
:<math> |\psi \psi'\rangle = - |\psi'\psi\rangle </math>
=== Il principio di Pauli e gli elettroni ===
 
Il principio di esclusione di Pauli gioca un ruolo essenziale in un grande numero di fenomeni fisici. Uno dei più importanti, e quello per cui vennefu originariamente formulato, riguarda la struttura della nube elettronica degli atomi. Un [[atomo]] elettricamente neutro contiene un numero di elettroni pari a quello dei protoni del [[Nucleo atomico|nucleo]]. Siccome gli elettroni sono fermioni, il principio di esclusione proibisce loro di occupare lo stesso stato quantico.<ref>{{Cita|Silvestroni|p. 11}}</ref>
 
Ad esempio, si consideri un atomo di [[elio (elemento)|elio]] neutro, che ha due elettroni associati. Entrambi gli elettroni possono occupare l'orbitale con il livello di energia più basso (''1s'') acquisendo spin opposti.<ref>{{en}} [http://goldbook.iupac.org/PT07089.html IUPAC Gold Book, "Pauli exclusion principle"]</ref> Ciò non viola il principio di esclusione, poiché lo spin fa parte dello stato quantico dell'elettrone, e quindi i due elettroni occupano stati quantici differenti. Comunque, lo spin può assumere solo due valori differenti.
=== Conseguenze nell'astronomia ===
 
L'[[astrofisica]] fornisce la più spettacolare dimostrazione di questo effetto, nella forma di [[nana bianca|nane bianche]] e [[stella di neutroni|stelle di neutroni]]. In entrambe queste tipologie di oggetti astronomici, le normali strutture atomiche sono sconvolte da una enorme [[forza di gravità|forza gravitazionale]], che lascia i costituenti della materia sostenuti solo dalla "[[pressione di degenerazione]]" prodotta dal principio di esclusione. Questa [[materia esotica|forma esotica della materia]] è nota come [[materia degenere]]. Nelle nane bianche, gli atomi sono tenuti separati dalla pressione di degenerazione degli elettroni. Nelle stelle di neutroni, che mostrano forze gravitazionali ancora più intense, gli elettroni vengonosono fusi con i protoni, a formare neutroni, che producono una pressione di degenerazione ancor maggiore.
 
== Note ==
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