パウリの排他原理

ぱうりのはいたげんり

同じ原子の中で、2個の電子がまったく同じ状態をとることはできない、という規則。1925年にパウリが示した。

1925年、パウリは、原子の中の電子の状態は4つの数で指定され、同じ4つの数の組を持つ電子は1つの原子の中に2個とありえない、という規則を発表しました^[1]。4つ目の数について、パウリ自身は「古典的には記述できない二価性」と書くにとどめましたが、同じ年のうちにスピンとして解釈されます。

この規則があるので、電子は原子のいちばんエネルギーの低い状態に全部が集まることはできず、内側から順に「席」を埋めていきます。席の埋まり方が元素の性質を決めるため、周期表で性質の似た元素が一定の間隔で現れる理由が、ここから説明できるようになりました。

化学結合でも、2個の電子がスピンを逆向きにそろえたときにだけ原子どうしが引き合います。電子だけでなく陽子や中性子にも同じ規則が働き、物質が押されても縮みきらない理由の根っこにもなっています。パウリは1945年のノーベル物理学賞を受けました。