Principio De Exclusion De Pauli

Principio De Exclusion De Pauli

El principio de exclusión de Pauli fue un principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en 1925. Establece que no

puede haber dos fermiones con todos sus números cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuántico de partícula individual) en el

mismo sistema cuántico ligado. Perdió la categoría de principio, pues deriva de supuestos más generales: de hecho, es una consecuencia

del teorema de la estadística del spin.

El principio de exclusión de Pauli sólo se aplica a fermiones, esto es, partículas que forman estados cuánticos

antisimétricos y que tienen espín semientero. Son fermiones, por ejemplo, los electrones y los quarks (estos últimos son los que

forman los protones y los neutrones). El principio de exclusión de Pauli rige, así pues, muchas de las características distintivas de la materia.

En cambio, partículas como el fotón y el (hipotético) gravitón no obedecen a este principio, ya que son bosones, esto es, forman estados cuánticos

simétricos y tienen espín entero. Como consecuencia, una multitud de fotones puede estar en un mismo estado cuántico de partícula, como en los láseres.

Es sencillo derivar el principio de Pauli, basándonos en el artículo de partículas idénticas. Los fermiones de la misma especie

forman sistemas con estados totalmente antisimétricos, lo que para el caso de dos partículas significa que:

FORMILA1

(La permutación de una partícula por otra invierte el signo de la función que describe al sistema). Si las dos partículas ocupan el mismo estado cuántico IMAGEN1, el estado del sistema completo es IMAGEN2 . Entonces,

FORMULA2

así que el estado no puede darse. Esto se puede generalizar al caso de más de dos partículas.

Consecuencias

El caso más conocido por su amplia utilización el campo de la química y física átomica es en el sistema cuántico del átomo de Shrödinger

siendo los fermiones los electrones. Por ello es la versión más conocida de este lema: ‘’‘Dos electrones en la corteza de un átomo no pueden

tener al mismo tiempo los mismos números cuánticos’‘’ .

Otro fenómeno físico del que es responsable el principio de Pauli es el ferromagnetismo, en el que el principio de exclusión implica

una energía de intercambio que induce al alineamiento paralelo de electrones vecinos (que clásicamente se alinearían antiparalelamente).

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_exclusi%C3%B3n_de_Pauli


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