Física de les estadístiques de Fermi-Dirac

Les estadístiques de Fermi-Dirac, en mecànica quàntica, són una de les dues maneres possibles de distribuir un sistema de partícules indistinguibles entre un conjunt d’estats energètics: cadascun dels estats discrets disponibles només pot ser ocupat per una partícula. Aquesta exclusivitat explica l’estructura d’electrons dels àtoms, en què els electrons romanen en estats separats en lloc d’esfondrar-se en un estat comú i alguns aspectes de la conductivitat elèctrica. La teoria d’aquest comportament estadístic va ser desenvolupada (1926-27) pels físics Enrico Fermi i PAM Dirac, que van reconèixer que es pot distribuir d’aquesta manera una col·lecció de partícules idèntiques i indistinguibles entre una sèrie d’estats discrets (quantificats).

En contrast amb les estadístiques de Bose-Einstein, les estadístiques de Fermi-Dirac només s'apliquen a aquells tipus de partícules que obeeixen la restricció coneguda com a principi d'exclusió de Pauli. Aquestes partícules tenen valors de centrifuga de nombres i es denominen fermions, després de les estadístiques que descriuen correctament el seu comportament. Les estadístiques de Fermi-Dirac s'apliquen, per exemple, a electrons, protons i neutrons.