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Lexikon der Mathematik: entartetes Fermi-Gas

Zustand eines Gases aus Fermionen (Bosonen, Fermi-Dirac-Statistik), der bei gleichen makroskopischen Parametern wesentlich vom Zustand nach der klassischen Statistik abweicht.

Die Entartung wird bei tiefen Temperaturen oder hohem Druck erreicht und begünstigt, wenn die Teilchen kleine Ruhemasse haben.

Wegen des Pauli-Verbots sind am absoluten Nullpunkt der Temperatur, T = 0, die niedrigsten Energieniveaus der Teilchen bis zu einer Grenzenergie aufgefüllt. Da die Teilchen positive Energie haben, gibt es einen Nullpunktsdruck. Bei steigender Temperatur werden die Niveaus in der Umgebung der Grenzenergie angeregt.

Ein Elektronengas in Metallen ist schon bei normalen Temperaturen stark entartet.

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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