Pauli's uitsluitingsprincipe

[Mafkees]

Waarom mogen twee identieke fermionen niet dezelfde kwantumtoestand bezetten?
Is dit gewoon 'n observatie of is er ook 'n verklaring voor?

[Bladerunner]

Fermionen bevat de groep deeltjes waar materie uit bestaat. (Dus protonen, neutronen en elektronen) Zij hebben één ding gemeen en dat is dat ze allemaal een spin van 1/2 hebben. Ook de relatie tussen de spin en het kwantumgetal is het zelfde.
Volgens het Pauli-exclusion principle kunnen twee de zelfde fermionen niet de zelfde kwantumtoestand bezetten omdat anders de materie onstabiel zou zijn.
Dit gebeurd dus niet zomaar omdat de deeltjes een verschillende kwantumtoestand aannemen. Dit geldt dan vooral voor elektronen. Twee elektronen kunnen alleen maar 'naast elkaar' bestaan als hun kwantumtoestand verschilt. Het eerste elektron gerekend vanaf de kern heeft een bepaald (laagste) energie niveau wat dus één van de kwantumeigenschappen is, en de twee elektronen in de volgende 'schil' kunnen dan een tegengestelde spin hebben wat dus ook een kwantum eigenschap is. Meerdere elektronen in de overige schillen hebben dan een verschillend energie niveau.
 
En het is deze elektronenconfiguratie die de chemische eigenschappen van de elementen bepaald. Zouden dus alle elektronen rond de kern wel de zelfde kwantumtoestand kunnen aannemen dan zou materie niet stabiel zijn in zijn eigenschappen. Het Pauli-exclusion principle verklaard eigenlijk waarom materie stabiel is en altijd ruimte in beslag neemt dit in tegenstelling tot bosonen (zoals het foton).