Pauli dışarlama ilkesi: Revizyonlar arasındaki fark

'''Pauli dışarlama ilkesi''' iki veya daha fazla aynı tipten [[fermiyon]]un (yarım Spin'e sahip parçacıklar) aynı [[Kuantum durumu|kuantum durumda]] olamayacağını belirten bir [[kuantum mekaniği]] yasasıdır. Bu yasa Avusturyalı fizikçi [[Wolfgang Pauli]] tarafından 1925 yılında bulunmuştur. İlk bulunuşunda yasa elektronlar için geçerliyken 1940 yılında [[Spin-istatistik teoremi|Spin-İstatistik Teoremi'nin]] bulunmasıyla beraber bütün [[Fermiyon|fermiyonlarıfermiyon]]ları kapsayacak şekilde genişletilmiştir.

20. yüzyılın başında çift sayıda elektrona sahip atomların ve moleküllerin tek sayılı elektronu olanlara kıyasla [[Kimyasal kararlılık|kimyasal açıdan daha kararlı]] olduğu ortaya çıktı. Örneğin, [[Gilbert Lewis|Gilbert N. Lewis]]'in 1916'da yayımlanan "The Atom and the Molecule" isimli makalesindeki kimyasal davranışlar hakkındaki altı postülattan üçüncüsü, atomların çift sayıda elektron bulundurma eğiliminden ve özellikle de normalde simetrik bir şekilde, bir kübün sekiz köşesine dizilmiş olan sekiz elektrondan bahseder. (bkz: [[Kübik atom]])<ref>{{Web kaynağı | url = http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/bond/index.html | başlık = Linus Pauling and The Nature of the Chemical Bond: A Documentary History - Special Collections & Archives Research Center - Oregon State University | erişimtarihi = 30 Ekim 2020 | çalışma = scarc.library.oregonstate.edu | arşivurl = https://web.archive.org/web/20131103022847/http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/bond/index.html | arşivtarihi = 3 Kasım 2013}}</ref> 1919 yılında kimyager [[Irving Langmuir]], atomdaki elektronların bağlı veya kümelenmiş olmaları halinde [[periyodik tablo]]nun açıklanabileceğini önerdi.<ref>{{Web kaynağı | url = https://www.webcitation.org/66YZ6UWkA?url=http://www.physics.kku.ac.th/estructure/files/Langmuir_1919_AEA.pdf | başlık = WebCite query result | erişimtarihi = 30 Ekim 2020 | çalışma = www.webcitation.org | arşivurl = https://web.archive.org/web/20200503103713/https://www.webcitation.org/66YZ6UWkA?url=http://www.physics.kku.ac.th/estructure/files/Langmuir_1919_AEA.pdf | arşivtarihi = 3 Mayıs 2020}}</ref> Elektron gruplarının, çekirdeğin etrafında bir dizi [[Elektron kabuğu|elektron kabukluğunu]] kapladığı düşünülüyordu. 1922'de [[Niels Bohr]], atom modelini bazı elektronların (örneğin 2, 8 ve 18) stabil "kapalı kabuk"lara karşılık geldiğini kabul ederek düzenledi. <ref>{{Kitap kaynağı|url=https://www.worldcat.org/oclc/567353146|başlık=The life of stars : the controversial inception and emergence of the theory of stellar structure|tarih=2009|yer=Heidelberg|yayıncı=Springer|soyadı=Shaviv, Giora, 1937-|isbn=978-3-642-02088-9|oclc=567353146}}</ref>

Pauli, başta sadece [[empirik]] olan bu sayılar için bir açıklama aradı. Aynı zamanda [[Zeeman etkisi|Zeeman Etkisi'nin]] [[ferromanyetizma]] ve atomik [[spektroskopi]]deki deneysel sonuçlarını açıklamaya çalışıyordu. 1924 yılında, [[Edmund C. Stoner|Edmund C. Stoner'ın]] yazdığı bir makale sayesinde önemli bir ipucuna ulaştı. Makale, [[baş kuantum sayısı]]na (n) bir değer verildiği ve tüm [[Dejenere enerji seviyesi|dejenere enerji seviyelerinin]] ayrıştırıldığı kabul edildiği zaman dış manyetik alanın içindeki [[alkali metal]] spektrumun içindeki tek bir elektronun enerji seviyelerinin sayısının aynı n değeri için bir [[Soysoy gaz|soy gazın]]ın kapalı bir kabuğundaki elektron sayısına eşit olduğunu iddia ediyordu. Bu, Pauli'nin elektronların kapalı kabuklarındaki komplike değerlerin, elektron durumlarının dört kuantum sayıyla tanımlanması durumunda her duruma bir elektron gibi basit bir kuralla azaltılabileceğini fark etmesine yol açtı. Bunun için [[Samuel Goudsmit]] ve [[George Uhlenbeck]] tarafından [[elektronun manyetik momenti]] olarak tanımlanan yeni bir iki-değerli kuantum sayı oluşturdu.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2004quant.ph..3199S|başlık=The Role of the Exclusion Principle for Atoms to Stars: A Historical Account|erişimtarihi=|tarih=1 Mart 2004|sayfalar=|çalışma=|yayıncı=|ad=Norbert|soyadı=Straumann}}''Invited Talk at the 12th Workshop on Nuclear Astrophysics''. [[arXiv]] [[arxiv:quant-ph/0403199|:quant-ph/0403199.]] [[Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004quant.ph..3199S 2004quant.ph..3199S.] [[CiteSeerX]] [https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.251.9585 10.1.1.251.9585.]</ref><ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=https://doi.org/10.1007/BF02980631|başlık=Über den Zusammenhang des Abschlusses der Elektronengruppen im Atom mit der Komplexstruktur der Spektren|tarih=1 Şubat 1925|sayı=1|dil=de|sayfalar=765–783|çalışma=Zeitschrift für Physik|cilt=31|ad=W.|soyadı=Pauli|issn=0044-3328|doi=10.1007/BF02980631}}</ref>

Pauli dışarlama ilkesi, çok sayıda fiziksel [[fenomen]]i açıklamaya yardımcı olur. İlkenin özellikle önemli olan sonuçlarından bir tanesi, ayrıntılı [[Elektron kabuğu|elektron kabuğu yapısı]] ve [[Atom|atomlarınatom]]ların elektronlarını paylaşma biçimini anlaşılır kılmasıdır, böylelikle çeşitli elementlerin ve bu elementlerin oluşturduğu [[bileşikler]] açıklanılabilir. Elektriksel olarak nötr bir atom, çekirdekteki protonlara eşit sayıda bağlı elektron içerir. Fermiyon olan elektronlar, aynı anda, aynı kuantum halinde bulunamazlar, bu nedenle de atomun içinde "istiflenmelidirler", yani aşağıda açıklandığı gibi aynı elektron orbitalindeyken farklı Spin'lere sahip olmalıdırlar.

[[Freeman Dyson]] ve [[Andrew Lenard]], bazı [[astronomik cisim]]lerde oluşabilen aşırı magnetik veya kütleçekimsel kuvvetleri göz önünde bulundurmadılar. 1995'te [[Elliott H. Lieb|Elliot Lieb]] ve iş arkadaşları Pauli ilkesinin [[Nötron yıldızı|nötron yıldızları]] gibi normal maddelerden çok daha yoğun, aşırı manyetik alanlarda bile stabilliğe ulaştığını kanıtladılar. <ref>{{Kaynak|url=http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-04360-8_31|başlık=Stability of Matter in Magnetic Fields|erişimtarihi=13 Kasım 2020|tarih=2001|sayfalar=437–441|çalışma=The Stability of Matter: From Atoms to Stars|yer=Berlin, Heidelberg|yayıncı=Springer Berlin Heidelberg|ad=Elliott H.|soyadı=Lieb|ad2=Michael|ad3=Jan Philip|soyadı2=Loss|soyadı3=Solovej|isbn=978-3-662-04362-2}}</ref> Yeterli kütlesel çekim gücü olan alanlarda maddenin yıkılıp bir kara delik oluşturması [[Genel görelilik|genel göreliliğin]] bir sonucudur.