Що таке тиск виродження електронного газу?

Маючи таку велику кінетичну енергію, електрони чинять величезний тиск на стінки контейнера, який їх утримує. Цей тиск називається тиском виродження. Це якісно пояснює, чому об’єм твердого тіла чи рідини не руйнується під нормальним тиском.

/ dĭ-jĕn′ər-ə-sē / Тиск, який чинить щільний матеріал, що складається з ферміонів (наприклад, електрони в зірці білого карлика).

Вироджений електронний газ: Електрони в металі. У металі є електрони, які не належать жодному окремому атому чи групі атомів, а скоріше делокалізовані та поширені по всій системі. Це електрони провідності, які несуть електричний струм, коли прикладено електричне поле.

Ферміонний газ, у якому заповнені всі енергетичні стани нижче критичного значення (що називається енергією Фермі). називається повністю виродженим, або нульовим, ферміонним газом. Такі частинки, як електрони, протони, нейтрони та нейтрино, є ферміонами та підкоряються статистиці Фермі-Дірака.

vp = (p / me) (1 + p2 / me2c2) -1/2, де me — маса спокою електрона. Отже, комбінуючи три вирази для Np, P і vp, отримані вище, ми отримуємо вираз для тиску повністю виродженого газу: P = (8 / 3 h3 me) p4 dp / (1 + p2 / me2c2)1/2 .

Зокрема, тиск виродження електронів є що підтримує білих карликів від гравітаційного колапсу, а межа Чандрасекара (максимальна маса, яку може досягти білий карлик) виникає природним шляхом через фізику виродження електронів.