3.

Fermioni e bosoni

Il principio di esclusione di Pauli è applicabile non solo agli elettroni di un atomo, ma anche agli elettroni liberi, che attraversano la materia in forma di corrente elettrica. Anche i protoni e i neutroni del nucleo sono organizzati in stati quantici, e anche per loro vale il principio di esclusione: il medesimo stato può essere condiviso al più da due particelle dello stesso tipo, con spin opposto. In generale tutte le particelle con spin semi-intero, classificate come fermioni, obbediscono al principio di esclusione: il loro comportamento deve essere descritto utilizzando la statistica di Fermi-Dirac, che tiene appunto conto di detta caratteristica. Viceversa le particelle dotate di spin intero, i bosoni, non obbediscono al principio di esclusione: lo stesso stato può essere occupato da numerosi bosoni; il loro comportamento è descritto dalla statistica di Bose-Einstein.