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  • 1 # 郭哥聊科學

    先說答案吧:會的。

    電子以波函式的形式壓縮在距離原子核更近的空間

    由於電子具有波粒二象性,所以這種僅僅地貼在一起跟我們理解的宏觀物質的貼在一起的情況是不一樣的,電子是以波的方式,按照一定的機率分佈在原子核的周圍,只是這時候,這個機率波更靠近原子核。但是原理都相同,這就是電子簡併。

    可能有的小夥伴看到這裡,又是電子簡併又是量子力學的,那麼這種力肯定不是我們日常能見到的。其實不然,電子簡併壓力無處不在,只是在通常的情況下,電子簡併壓力小到可以忽略。只有當電子數密度足夠大,溫度足夠高的時候電子簡併才會佔據主導地位。

    白矮星與電子簡併

    在白矮星中,原子間的電磁力頂不住萬有引力的猛烈擠壓,原子的電子殼層被壓碎,形成自由電子在晶格中穿行,或者說原子核漂浮在電子海洋中的狀態。當物質被壓縮到極大的密度時,萬有引力會竭力拉近電子與原子核之間的距離,這時低能級軌道將被電子擠滿。

    泡利不相容原理不容許兩個電子處在同一個狀態,相互靠近的電子將產生一種新的排斥力,阻止體積的進一步縮小。電子簡併壓力在恆星質量未超過錢德拉塞卡極限(1.44個太陽質量)前能阻止核心的塌縮,這就是阻止白矮星崩潰的壓力。質量超出這個極限而又沒有燃料可以進行核融合的恆星,將會因為電子提供的簡併壓力不足以抵抗萬有引力,而繼續塌縮形成中子星或黑洞。

    我們應該如何來理解這種情況呢?

    其實電子簡併壓力並不是一種力,而是一種交換相互作用,它和我們平常說的四大基本力的相互作用完全是兩碼事,這種相互作用不需要交換媒介粒子。交換相互作用只發生在全同粒子(量子力學的一個名詞,所有的電子、所有的質子、種子都是全同粒子)之間,本質上是一種波函式的干涉效應,不涉及任何“力”。它類似於分子熱運動,溫度升高時,分子熱運動加劇,物體體積增大,這時我們並不能認為是某種力使該物體體積增大。所以我們可以將電子簡併壓力想象為由“電子熱運動”產生的“電子氣壓”。

    總結

    從上面的分析我們可以看出,電子緊貼原子核的情況是存在的。只是這個時候的緊貼是以波的方式存在。

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