El principio de exclusión de Pauli

El principio de exclusión de Pauli es utilizado ampliamente en física y química porque nos ayuda a comprender mejor el mundo cuántico, además podemos extender este principio incluso al ámbito social.

En los átomos más del 99% es vacio. Los protones, neutrones y electrones solo forman una minúscula parte de materia. Sin embargo, te has puesto a pensar ¿por qué a pesar de tanto espacio vacío no te hundes y desapareces en el suelo? Una parte se la debemos a las fuerzas electromagnéticas sin embargo existe un principio que dice que no pueden existir dos fermiones con todos sus números cuánticos idénticos juntos. Por ejemplo, los electrones, que corresponden a la categoría de fermiones, no pueden solaparse uno sobre otro, y si intentamos colocar a dos electrones en la misma orbita se repelen. Esta fuerza no es simplemente la fuerza electromagnética, sino que va más allá de esta. Su presencia es la que impide que las nubes de electrones que rodean al núcleo se colapsen.

El principio de exclusión de Pauli, llamado así porque fue dado a conocer por Wolfgang Ernest Pauli, establece que no pueden existir dos fermiones (electrones por mencionar alguno) con sus cuatro números cuánticos iguales. Solamente dos electrones pueden estar dentro de un mismo orbital y con spin (giro) opuesto.

El principio de exclusión de Pauli solamente aplica para los fermiones, no para los bosones. En un experimento realizado por investigadores de la Rice University se utilizaron dos átomos de Litio, uno de los cuales es un bosón (Litio-7) y el otro un fermion (Litio-6). Se enfriaron los átomos hasta temperaturas cercanas al cero absoluto. Lo que se puede apreciar es como la nube del bosón se va compactando sin embargo, la nube del fermion casi no sufre cambios debido a la repulsión de los fermiones establecida por el principio de Pauli.

Este principio bien pareciera también regir ciertas conglomeraciones humanas. Por ejemplo, en un autobús los pasajeros tienden a ocupar los asientos desocupados más distantes, y cada pasajero que sube, por regla general tiende a buscar el lugar con mayor espacio. Solamente cuando ya no hay lugares es que se plantea sentarse al lado de otra persona. Lo mismo ocurre en las bibliotecas y en baños públicos.

¿Sera tal vez que somos fermiones gigantes?

 

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