Паули принцип

Паули принцип, принцип запрета, фундаментальный закон природы, согласно которому две тождественные частицы с полуцелым спином (в единицах ) не могут одновременно находиться в одном состоянии. Сформулирован в 1925 швейцарским физиком В. Паули для электронов в атоме, затем распространён на любые частицы (элементарные частицы, ядра, атомы, молекулы) с полуцелым спином (фермионы). В дальнейшем Паули показал, что принцип запрета является следствием существующей в релятивистской квантовой механике связи спина и статистики: частицы с полуцелым спином подчиняются Ферми — Дирака статистике. В частности, волновая функция системы одинаковых фермионов должна быть антисимметричной относительно перестановки любых двух фермионов; отсюда и следует, что в одном состоянии может находиться не более одного фермиона.

П. п. сыграл решающую роль в понимании закономерностей заполнения электронных оболочек атома; он послужил исходным пунктом для объяснения атомных и молекулярных спектров, фундаментальна роль П. п. в квантовой теории твёрдого тела: применение П. п. привело к новой, фермиевской, статистике для электронного газа, являющейся основой для объяснения большинства тепловых, электрических и магнитных свойств твёрдого тела. Существенное место занимает П. п. в теории ядра (на П. п. основана, например, модель ядерных оболочек), а также в теории ядерных реакций и реакций между элементарными частицами.

Лит.: Теоретическая физика 20 века. [Памяти В. Паули. Переводы], М., 1962.

В. П. Павлов.