ผลกระทบของสปินต่อการมีเสถียรภาพของสสาร

บทคัดย่อ

ช่วงแรกของศตวรรษที่ 20 เราคาดว่าหลักการกีดกันของเพาลีซึ่งว่าด้วยสถิติของสสารที่มีสปินครึ่งนั้น เป็นสิ่งจําเป็นในการป้องกันไม่ให้สสารเปลี่ยนแปลงเข้าสู่สถานะความหนาแน่นสูง และหลักการดังกล่าวเป็นสาเหตุที่ทําให้สสารมีเสถียรภาพอยู่ได้ แต่ก็ไม่มีผู้ที่สามารถพิสูจน์ถึงความจําเป็นของหลักการดังกล่าวได้ จนกระทั่งปี 1967 ฟรีแมน ไดสัน เป็นบุคคลแรกที่สามารถแสดงให้เห็นว่าสสารที่ละทิ้งหลักการกีดกันของเพาลีจะเป็นระบบสสารที่ไม่มีเสถียรภาพ ในบทความนี้เราจะกล่าวถึงภาพรวมของหลักการทางคณิตศาสตร์ที่ไดสันใช้พิสูจน์ความจําเป็นของสปินต่อการมีเสถียรภาพของสสาร และเรายังได้พูดถึงความหมายของการมีเสถียรภาพของสสารพร้อมทั้งอธิบายหลักการสําคัญในการสรุปว่าระบบใดมีความเสถียรหรือไม่เสถียร สุดท้ายเราได้เปรียบเทียบให้เห็นพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาอันเนื่องมาจากการรวมกันของสสารสองระบบที่มีจํานวนอนุภาคพอๆ กันกับจํานวนอนุภาคในหลอดทดลองนั้นมีค่ามหาศาล ซึ่งเป็นเครื่องบ่งชี้ได้เป็นอย่างดีว่าสสารที่ปราศจากสปินจะไม่สามารถมีเสถียรภาพอยู่ได้ สปินจึงจําเป็นต่อการมีเสถียรภาพของสสารเป็นอย่างยิ่ง