9.パウリの排他原理，フェルミ粒子とボーズ粒子
1.パウリの排他原理
電子は、量子数ｎ，ｌ，ｍとスピンｓの4つの指標で表される1つの状態に1個しか入れない。
1)フェルミ粒子（電子，クォークなど）→同原理が働く。
2)ボーズ粒子（光子，中間子など）→同原理が働かない（ボーズ凝縮が起こる）。
2.フェルミ粒子とボーズ粒子
(1)フェルミ粒子（フェルミオン）
物質を構成する粒子。
(2)ボーズ粒子（ボゾン）
4つの力（重力・電磁力・弱い力・強い力）を媒介する粒子。
→2つのフェルミ粒子間を行き来して力を伝える。
・光子（フォトン）＝質量ゼロ→媒介する電磁力は無限遠まで到達。
・重力と重力子（グラビトン・未発見）についても同様と考えられる。
(3)粒子系の量子状態
・フェルミ粒子・ボーズ粒子→同種の粒子は本質的に区別がつかない。∵不確定性原理
・パウリの排他原理が働くか否かによって、次の統計に従う。
1)フェルミ粒子→フェルミ-ディラック統計
2)ボーズ粒子→ボーズ-アインシュタイン統計
(4)移動と制御
1)電子＝電場・磁場の影響を受けやすい。→遠方移動困難。
・電子デバイスによる制御可能。
2)光子＝電場・磁場の影響を受けにくい。→遠方移動容易。
・非線形光学結晶（電場により屈折率が変化）による制御可能。…カー効果，ポッケルス効果
※エレクトロニクスと量子力学
・高電子移動度トランジスタ，半導体レーザー
・スピントロ二クス，量子コンピューティングの研究