Принцип Паули.
Рассмотрим более подробно принцип Вольфганга Паули (1925 г.), который звучит так: «два и более тождественных фермиона (частицы с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии». Другими словами, в квантовой системе частиц каждая из них имеет свой индивидуальный набор квантовых чисел. Этот загадочный принцип сформулирован в волновой квантовой механике, имеет вполне определенный числовой набор значений для каждой частицы, но не имеет физической наглядной картины (то есть, нет качественного описания).
Принцип Паули был сформулирован для квантовой системы атома, однако часто в современной науке можно встретить, что принцип справедлив и для любой квантовой системы, имеющей неограниченное количество частиц. Легко в среде физиков применяется принцип экстраполяции (или обобщения).
Если разобраться в сути вопроса, то на Рис. видно, что электроны, располагаясь на сферах энергетических уровней атома, имеют каждый свое уникальное ориентированное векторное направление спина.
Рис. Нормальное направление векторов спина электронов второго уровня.
Следовательно, электроны одного энергетического уровня, имея одинаковую энергию и массу, одновременно с этим, имеют разный набор квантовых чисел, то есть, векторно ориентированы в пространстве каждый уникальным образом. Только разной направленностью векторов спина электронов в атоме на каждом энергетическом уровне можно объяснить принцип В. Паули. Поэтому экстраполировать данный принцип на любую квантовую систему абсолютно неправомерно делать.
Квантовая система атома – это законченная связанная сферическая и энергетическая система (замкнутая), где происходит процесс компенсации по спину с целью минимизации энергии всей квантовой системы атома.
По другому сформированы квантовые числа молекул (например водорода) в газовой несвязанной квантовой системе. Если утверждать, что в квантовой системе газа водорода, какого – либо объема, не должны находиться электроны в одном квантовом состоянии, то этот вывод будет некорректен, так как молекулы газа постоянно изменяют свою ориентацию в пространстве. Система координат привязана к объему газа.
Напротив, в замкнутой квантовой системе атома, вектора спинов электронов "привязаны" к системе координат, которая связана с самой квантовой системой.
Надо понимать различие.
Продолжение следует