G10 Fermionen |
Teilchen mit dem halbzahligen
Spin-Drehimpuls 1/2 · h, 3/2 · h, 5/2 · h, ...
(h = h/(2·π), gesprochen "h quer" ). Pauli entdeckte, dass solche Teilchen mit gleichen Quantenzahlen auf keinen Fall den gleichen Zustand besetzen. Es können also nur die Besetzungszahlen n = 0 und n =1 auftreten, was eine besondere Statistik, die Fermi-Dirac-Verteilung (meist kurz Fermi-Verteilung), bei thermischen Vorgängen erforderlich macht.
Elektronen, Protonen, Neutronen, Neutrinos, ... (jeweils mit
Spin-Drehimpuls 1/2 · h) sind also Fermionen, bei
Atomen hängt das von der Anzahl der Elektronen in der Hülle und
dem "Gesamtdrehimpuls J" ab. Atome sind Fermionen, wenn ihr Gesamtdrehimpuls
halbzahlig ist.
Bei Atomen bewirkt diese Eigenschaft von Fermionen, dass maximal 2 Elektronen ein Energieniveau besetzen können, wobei die beiden Elektronen entgegengesetzten Spin-Drehimpuls haben müssen (Pauli-Prinzip).