Яка різниця між газом Фермі та класичним газом?
Газ Фермі завжди має вищий тиск, ніж класичний ідеальний газ внаслідок ефекту бозе-тяжіння (тобто обмінної взаємодії). Бозе-газ завжди має нижчий тиск через
тяжіння. Навіть при температурі 0 газ Фермі підтримує ненульовий тиск, відомий як тиск виродження або тиск Фермі.
(і) Газ Фермі складається з електронів, які є зарядженими частинками, тоді як атоми або молекули, які складають звичайний газ, нейтральні. (ii) Концентрація електронів у фермі-газі велика 1029 на м³ порівняно з концентрацією атомів або молекул звичайного газу (1025 на м³).
З цієї причини тиск газу Фермі відмінний від нуля навіть при нульовій температурі, на відміну від тиску класичного ідеального газу.
Газ Фермі, або газ вільних електронів, є сукупність невзаємодіючих ферміонів. Це квантово-механічна версія ідеального газу для ферміонних частинок. Електрони в металах і напівпровідниках і нейтрони в нейтронній зірці можна приблизно вважати фермі-газами.
Статистика Бозе-Ейнштейна застосовується лише до частинок, які не дотримуються обмежень принципу виключення Паулі. Частинки, які відповідають статистиці Бозе-Ейнштейна, називаються бозонами, які мають цілі значення спіну. На відміну від цього, частинки, які відповідають статистиці Фермі-Дірака, називаються ферміонами і мають напівцілі спіни.
Газ Фермі завжди має вищий тиск, ніж класичний ідеальний газ через ефект притягання Бозе (тобто обмінна взаємодія).Бозе-газ завжди має нижчий тиск через притягання бозонів. Навіть при температурі 0 газ Фермі підтримує ненульовий тиск, відомий як тиск виродження або тиск Фермі.