¿Alguien puede decirme cómo el Principio de Exclusión de Pauli le da estabilidad a la materia? Sé que dos electrones no pueden ocupar el mismo estado de energía, por eso no podemos comprimir la materia a granel después de un límite y este principio es responsable de evitar que nos derrumbemos contra el suelo mientras estamos de pie. Pero mi pregunta es, si eso es así, no deberíamos ser capaz de sumergirse en el agua, pero podemos. ¿Por qué? ¿Y por qué la repulsión electrostática no puede ser responsable de ello? Debido al hecho de que estamos hechos de electrones y también lo está todo lo que nos rodea, por lo que podría ser una gran posibilidad, supongo. ¿Es necesario el principio de exclusión de Pauli para explicar eso?
Intentaré dar una visión cualitativa. Hay una serie de fuerzas que trabajan juntas a varias distancias y fuerzas que estabilizan la materia a granel. El Principio de Pauli probablemente podría considerarse como uno de los niveles fundamentales más bajos.
El principio de exclusión de Pauli a menudo se confunde con la causa de los efectos macroscópicos, como ser responsable de que los átomos o las moléculas no ocupen el mismo espacio, pero esa no es realmente la imagen completa. Después de todo, los átomos y las moléculas son en su mayoría espacio vacío. El principio de exclusión es solo parcialmente responsable de por qué la materia a escala macroscópica no puede estar en el mismo lugar al mismo tiempo.
Y la estabilidad de los propios electrones en un átomo no está relacionada con el Principio de Exclusión de Pauli, que trata estrictamente sobre los estados cuánticos de la materia de fermiones. A este respecto, la materia del fermión debe ocupar un volumen finito. Los electrones de cada átomo no pueden caer todos en el orbital de energía más baja y deben ocupar capas cada vez más grandes y no pueden apretarse demasiado.
Andrew Lenard consideró el equilibrio de las fuerzas de atracción (electrón-nuclear) y repulsión (electrón-electrón y nuclear-nuclear) y demostró que la materia ordinaria colapsaría y ocuparía un volumen mucho menor sin el principio de Pauli. Pero esto no significa que no puedas comprimir la materia a granel con millones de átomos y moléculas más juntos, solo tienes que superar las otras fuerzas repelentes primero. Mientras que el Principio de Pauli establece los límites últimos de todos los bits que son fermiones.
En situaciones cotidianas, por ejemplo en el escenario de "zambullirse en el agua", el actor principal es la repulsión electromagnética. El principio de exclusión de Pauli no es importante a escala macroscópica (por supuesto, los objetos macroscópicos están hechos de átomos, por lo que en cierto sentido es importante incluso aquí). De todos modos, si la densidad es lo suficientemente alta, el principio de exclusión de Pauli puede ser fundamental: solo piense en las estrellas de neutrones. En estas estrellas la fuerza de degeneración de los fermiones se opone a la gravedad que tiende a colapsar la estrella.
pfnuesel
gaku13
Jinawee