泡利不相容原理与生命、宇宙(3)

尽管在基本层面上，宇宙是由点状量子粒子组成的，但它们聚集在一起，创造出有限大小和质量的物体，占据特定的体积。这位艺术家的插图显示了围绕原子核运行的几个电子，其中电子是基本粒子，但原子核可以分解成更小、更基本的成分。
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当然，这不是我们宇宙的运作方式，这是一件非常好的事情。电子占据原子内的不同能级，一旦能级被“填满”，电子就必须屈从于占据下一个可用能级。泡利不相容原理正是通过一个简单的规则防止所有电子落入相同的最低能量（基）状态的原因：你不能将多个相同的费米子置于相同的量子态。
当然，第一个电子可以滑入最低能量状态：1s轨道。然而，如果你拿第二个电子并试图把它放在那里，它不能具有与前一个电子相同的量子数。电子除了自身固有的量子特性（如质量、电荷、轻子数等）外，还具有特定于它们所处的束缚态的量子特性。当它们与原子核结合时，包括能级、角动量、磁量子数和自旋量子数。

中性氮原子可能的最低能量构型的电子能量状态。因为电子是费米子，而不是玻色子，所以它们不可能都以基态（1s）存在，即使在任意低温下也是如此。这是防止任何两个费米子占据相同量子态的物理学，并使大多数物体免受引力坍缩。
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原子中能量最低的电子将占据最低（n=1）能级，并且将没有角动量（l=0），因此磁量子数也为0。然而，电子的自旋提供了第二种可能性。每个电子的自旋都是½，原子中处于最低能量（1s）状态的电子也是如此。