17/07/2025
Il principio di esclusione di Pauli, formulato da Wolfgang Pauli nel 1925, stabilisce che due fermioni (particelle con spin semi-inte come elettroni, protoni e neutroni) non possono occupare lo stesso stato quantistico all'interno di un dato sistema quantistico. Nel caso degli atomi, ciò significa che non possono esserci due elettroni con gli stessi quattro numeri quantistici. Questa restrizione obbliga gli elettroni a "organizzarsi" in orbitali differenti, generando la struttura elettronica che dà luogo alla tavola periodica.
Grazie a questo principio, gli elettroni non collassano verso il nucleo atomico, poiché quando si riempiono gli stati di minore energia, gli elettroni aggiuntivi devono occupare livelli superiori. Questa disposizione scaglionata dà origine alla struttura degli strati elettronici e spiega proprietà chimiche fondamentali come la valenza, la formazione di legami e la rigidità della materia. Senza il principio di Pauli, tutti gli elettroni cadrebbero nello stesso stato fondamentale, e gli atomi, così come li conosciamo, non esisterebbero.
Oltre a spiegare la stabilità atomica, questo principio è cruciale anche in sistemi estremi come le nane bianche e le stelle di neutroni. In questi oggetti, la pressione di degenerazione derivante dal principio di esclusione agisce come una forza quantistica che resiste al collasso gravitazionale. Nel caso delle nane bianche, gli elettroni "resistono" ad essere compressi, mentre nelle stelle di neutroni sono i neutroni stessi a mantenere la struttura contro la gravità estrema.
