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Glossar der Physik - Begriffserklärung
 

Schall in Luft, Wasser, und Feststoffen
Magie des gebrochenen Lichts
Licht enthüllt Universum
Futuristische Supraleitung im Fokus
Kosmische Entdeckungen und Schönheit

Pauli-Prinzip

Das Pauli-Prinzip, auch Pauli'sches Ausschließungsprinzip genannt, ist ein fundamentales Prinzip der Quantenmechanik, das besagt, dass zwei identische Fermionen niemals gleichzeitig denselben Quantenzustand in einem Quantensystem einnehmen können. Fermionen sind Teilchen mit halbzahligem Spin, wie zum Beispiel Elektronen, Protonen und Neutronen. Stell dir vor, du versuchst, zwei identische Bälle in exakt dieselbe kleine Schachtel zu legen – das ist schlichtweg unmöglich. Ähnlich verhält es sich mit Fermionen: Sie benötigen jeweils ihren eigenen, einzigartigen "Platz" im System, der durch ihre Quantenzahlen definiert wird. Diese Quantenzahlen beschreiben Eigenschaften wie Energie, Drehimpuls und Spinrichtung. Sind alle Quantenzahlen zweier Fermionen identisch, so befinden sie sich im selben Quantenzustand, was nach dem Pauli-Prinzip ausgeschlossen ist.


Dieses Prinzip ist von enormer Bedeutung für das Verständnis der Struktur der Materie. Es erklärt beispielsweise, warum Elektronen in Atomen verschiedene Energieniveaus, die sogenannten Elektronenschalen, besetzen und nicht alle in den niedrigsten Energiezustand "kollabieren". Ohne das Pauli-Prinzip würden sich alle Elektronen eines Atoms im Grundzustand befinden, und die chemische Vielfalt, die wir in unserer Welt beobachten, wäre nicht möglich. Die unterschiedliche Besetzung der Elektronenschalen, die aus dem Pauli-Prinzip resultiert, ist die Grundlage für die Bildung chemischer Bindungen und somit für die Existenz von Molekülen und allen darauf aufbauenden Strukturen. Das Pauli-Prinzip…

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Für einen tieferen Einblick: Unsere Blog-Artikel zum Thema Physik