Nicht für Alle ist Platz: Das Pauli-Prinzip
Die antisymmetrische Wellenfunktion verschwindet, wenn zwei Teilchen in einem N-Teilchen-System die gleichen Quantenzahlen haben. Da Fermionen Teilchen mit antisymmetrischen Wellenfunktionen sind, kann man genauso gut sagen, dass in einem System von N Teilchen zwei Fermionen nicht die gleichen Quantenzahlen haben können; das heißt, sie können nicht den gleichen Zustand einnehmen.
Dieser Gedanke, den der österreichische Physiker Wolfgang Pauli 1925 zuerst formuliert hat, heißt das Pauli-Prinzip bzw. Pauli-Verbot Den Schwerpunkt der Diskussion bildete damals das Atom, und das Pauli-Prinzip bezieht sich auf Elektronen (die zu den Fermionen gehören), die in allen Atomen vorhanden sind.
Das Pauli-Prinzip besagt, dass
zwei Elektronen in einem Atom nicht den gleichen Quantenzustand
besetzen können. Dieses Ergebnis ist wesentlich für die Struktur
der Atome. Elektronen können sich nicht einfach irgendwo ansammeln,
sondern müssen die Quantenzustände auffüllen, die noch nicht
besetzt sind. Das gilt nicht für Bosonen – wenn Sie beispielsweise
mehrere Alpha-Teilchen (Bosonen) haben, dann können sie sich alle
im gleichen Quantenzustand befinden.
Elektronen in Atomen werden durch verschiedene Quantenzahlen beschrieben, wie n (die Energie), l (der Drehimpuls), m (die z-Komponente des Drehimpulses) und ms (die z-Komponente des Spins). Wenn man diese Informationen verwendet, kann man die Elektronenstruktur der Atome erstellen.