Экспериментальное доказательство принципа исключения Паули

Фермион описывается набором квантовых чисел, этот набор чисел приводит нас к уникальной волновой функции. Если два фермиона описываются одной и той же волновой функцией (нарушая принцип запрета Паули), как мы можем различать эти фермионы, если экспериментально они дают одинаковый результат?

У меня такое ощущение, что это может быть вопрос полусписка, но я все равно добавлю это: конденсация Бозе-Эйнштейна (БЭК) - это физическое явление, которое не может происходить в фермионах в основном из-за принципа исключения. Таким образом, отсутствие фермионного БЭК как бы подтверждает принцип исключения.
Ответы ниже дают подтверждающие доказательства, подтверждающие принцип запрета Паули для фермионов. Обратите внимание на "подтвердить". Это означает, что все измерения до сих пор согласуются с этим принципом. Принцип или теория, зависящая от принципа, никогда не может быть подтверждена экспериментально в смысле КЭД в конце математических доказательств. Их можно только фальсифицировать. Не существует измерения, опровергающего принцип, а есть тысячи и миллионы измерений.

Ответы (4)

Я думаю, что атомная конфигурация является самым убедительным доказательством принципа запрета Паули. У вас просто есть атомы, энергетические уровни которых отсортированы в соответствии с принципом Паули.

Кроме того, эффект Зеемана показывает разделение между разными спинами, что увеличивает вырождение между уровнями, согласующимися по всем квантовым числам, но не по спину.

На самом деле ведутся экспериментальные работы по проверке принципа Паули с большей точностью ( http://iopscience.iop.org/1742-6596/447/1/012070/pdf/1742-6596_447_1_012070.pdf ): «Эксперимент VIP в подземной лаборатории Гран-Сассо ищет возможные небольшие нарушения принципа запрета Паули для электронов, приводящие к запрещенным рентгеновским переходам в атомах меди.ВИП стремится проверить принцип запрета Паули для электронов с высокой точностью, вплоть до уровень 10 − 29 - 10 − 30 , тем самым улучшая предыдущий предел на 3-4 порядка».

Оставляя в стороне объяснение валентного строения атомов, принцип Паули также объясняет некоторые свойства ядер.

Кроме того, исключение приводит к предсказанию вырожденных газов, которые можно наблюдать непосредственно в контексте конденсированного вещества.

Как мы можем узнать из эксперимента, что принцип запрета Паули работает?

Этот вопрос, кажется, ставит телегу впереди лошади. Принцип запрета Паули был сформулирован, чтобы помочь объяснить некоторые экспериментальные результаты.

Из Вики :

Паули искал объяснение этим числам , которые сначала были только эмпирическими. В то же время он пытался объяснить экспериментальные результаты по эффекту Зеемана в атомной спектроскопии и в ферромагнетизме.

...

Принцип запрета Паули помогает объяснить широкий спектр физических явлений . Одним особенно важным следствием этого принципа является сложная структура электронной оболочки атомов и то, как атомы делят между собой электроны, что объясняет разнообразие химических элементов и их химических комбинаций.

Из Британской энциклопедии :

Принцип исключения Паули, утверждение, что никакие два электрона в атоме не могут находиться одновременно в одном и том же состоянии или конфигурации, предложенный (1925 г.) австрийским физиком Вольфгангом Паули для объяснения наблюдаемых закономерностей излучения света атомами. Впоследствии принцип исключения был распространен на целый класс частиц, одним из членов которых является электрон.

и т. д.

Конечно, действительно интересная часть — это расширения для других систем. До тех пор это была просто еще одна реклама, связанная с квантовыми вычислениями.
@dmckee, верно, поэтому правильный вопрос заключается не в том, есть ли экспериментальное доказательство , а в том, есть ли экспериментальные результаты, противоречащие (расширенному) принципу.
@AlfredCentauri, многие мировые теории объясняют квантовые измерения, но мы не можем принимать их за истину, потому что нет никакого способа экспериментально продемонстрировать это, кроме как сказать, что они объясняют квантовые измерения. Поэтому, чтобы продемонстрировать теорию экспериментально, я думаю, вам нужно, чтобы она продемонстрировала что-то иное, чем исходная вещь, которую она пыталась объяснить в первую очередь.
@ Крис, принцип - это не теория.
@AlfredCentauri, в чем разница между принципом и теорией? Предполагается ли, что принципы верны до тех пор, пока не будет показан контрпример, а теории не считаются истинными до тех пор, пока их предсказания не будут проверены? Что произойдет, если два принципа предсказывают одно и то же?
@Chris, принцип является основополагающим элементом научной теории; атомарный элемент теории, если хотите, например, принцип относительности, принцип стационарного действия. СТО и лагранжева механика — это теории, основанные частично и соответственно на принципах относительности и стационарного действия.
Экспериментальное доказательство принципа исключения Паули
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v