Das Fermion .....

..... benannt nach dem Quantenphysiker Enrico Fermi (1901 bis 1954) - sind alle Teilchen zusammengefasst, die halbzahligen Spin besitzen, so zum Beispiel Elektron, Proton und Neutron. Fermionen sind also nicht von exotischer Natur, sondern alte Bekannte. Sie folgen dem Pauli-Prinzip, welches besagt, dass jeder quantenmechanischen Zustand von höchstens einem Teilchen eingenommen werden kann. Jedes Fermionen beansprucht also einen bestimmten Platz ganz für sich. Man kann einen Energiezustand mit zwei Teilchen besetzen, wenn sie verschiedenes Spins haben, was in Atomkern und -Hülle der Fall ist.

Um größere Atome mit mehr Elektronen zu bauen, müssen die neuen Elektronen in höhergeladenen Energieniveaus Platz nehmen, da es ihnen nicht gestattet ist, sich mit den anderen im selben, energetisch günstigeren Zustand tummeln. So erhält man das bekannte Schalenmodell des Atoms.

Haben Fermionen einer Sorte trotzdem alle dieselbe Energie und sind auch sonst alle ihre Quantenzahlen gleich, sondern man den Zustand der Konfiguration entartet. In diesem Fall könnten sich die Teilchen nicht beliebig nah kommen, denn exakt im selben Zustand dürfen sie ja nie sein. Die einzige Möglichkeit, dass Pauli-Prinzip zu erfüllen, besteht also darin, einen bestimmten Abstand zueinander zu wahren - das System entarteter Fermionen wehrt sich damit gegen jedes weitere zusammendrücken. Der Entartungsdruck ist entstanden.

Dass das Pauli-Prinzip wirklich hält, was es verspricht, kann man auch in der Astronomie beobachten. Wenn Sterne sterben, so ist ihr Energienvorrat, der sie wie unserer Sonne im Gleichgewicht hielt, verbraucht, und die gesamte Masse des Sterns stürzt vor Zustand durch die Gravitationskraft im Zentrum. Abhängig von der Masse ist nun auch das weitere Daseins der Sterns: der freie Kollaps kann durch den sich plötzlich entgegen gerichteten Entartungsdruck aufgehalten werden. Dies geschieht auch bei Neutronenstern, deren Kontraktion bei einem Radius von nur noch zehn bis fünfzehn Kilometer schlagartig durch Neutronengasentartung gestoppt wird. Es kommt zu Supernova-Explosion. Übrig bleiben riesige, wunderschöne Nebel und ein Gebilde, von dem ein Teelöffel voll etwa 100 Millionen Tonnen wiegt!