泡利不相容原理

在量子力学裏，泡利不相容原理（英語：Pauli exclusion principle，簡稱為泡利原理或不相容原理）表明，兩個全同的費米子不能處於相同的量子態。這原理是由沃尔夫冈·泡利於1925年通过分析实验結果得到的結論。例如，由於電子是費米子，在一個原子裏，每個電子都擁有獨特的一組量子數，兩個電子各自擁有的一組量子數不能完全相同，假若它們的主量子數，角量子數，磁量子數分別相同，則自旋磁量子數必定不同，它們必定擁有相反的自旋磁量子數。換句話說，處於同一原子軌域的兩個電子必定擁有相反的自旋方向。 全同粒子是不可区分的粒子，按照自旋分為費米子、玻色子兩種。費米子的自旋為半整數，它的波函數對於具有反對稱性，因此它遵守泡利不相容原理，必须用費米-狄拉克統計來描述它的統計行為。費米子包括像夸克、電子、中微子等基本粒子。 玻色子的自旋為整數，它的波函數對於粒子交換具有對稱性，因此它不遵守泡利不相容原理，它的統計行為只符合玻色-愛因斯坦統計。任意數量的全同玻色子都可以處於同樣量子態。例如，激光產生的光子、玻色-愛因斯坦凝聚等等。 泡利不相容原理是原子物理學與分子物理學的基礎理論，它促成了化學的變幻多端、奧妙無窮。2013年，義大利的團隊發佈實驗結果，違反泡利不相容原理的概率上限被設定為4.7×10-29。