Classificatie van deeltjes

Uitsluitingsprincipe van Pauli Eerst een model, dat veel te simpel is. Zoals de aarde al rondtollend om de zon draait, zo kun je een elektron in een atoom opvatten: spinnend, en draaiend om de kern. Bij de aarde zijn de twee draairichtingen gelijk (om de as, en om de zon). Voor elektronen in een atoom zijn er twee mogelijkheden: gelijk, of niet. We spreken van 'spin up' en 'spin down'. Nu zegt het uitsluitingsprincipe van Pauli: in één systeem kunnen twee deeltjes niet in dezelfde toestand zijn. Toepassing van deze regel op een atoom geeft bijvoorbeeld: de twee elektronen in een helium-atoom hebben verschillende spin. En: verschillende energie geeft de 'schillen' in een groter atoom. Eerst werd gedacht dat alle elementaire deeltjes zich zo zouden gedragen, maar gebleken is: deeltjes met spin 1/2, 3/2, ... voldoen aan het uitsluitingsprincipe, ze heten fermionen, deeltjes met spin 0, 1, 2, ... voldoen niet aan de regel van Pauli, ze heten bosonen. Als je het vergelijkt met mensen in een hotel: fermionen willen een kamer voor zich alleen, bosonen willen samen in één kamer.

Fermionen willen apart

Bosonen willen samen