1925년물리학
파울리의 배타 원리
볼프강 파울리가 두 전자는 같은 양자 상태를 동시에 점유할 수 없다는 원리를 발표해, 주기율표의 구조와 원소별 화학 성질을 해명했다.
“파울리의 배타 원리가 없다면, 모든 원자는 한 점으로 무너질 것이다.”
이야기의 시작
전자들이 왜 한 곳에 겹쳐 쌓이지 않는가 — 파울리가 그 이유를 찾았다.
발견 전
원자 속 전자들이 왜 모두 가장 낮은 에너지 준위로 뭉치지 않고 층층이 나뉘어 있는지 아무도 몰랐다.
질문
전자들은 왜 모두 같은 가장 낮은 에너지 상태로 떨어지지 않을까?
발견
파울리는 스핀을 포함한 네 양자수가 완전히 같은 두 전자는 같은 원자 안에 존재할 수 없다는 배타 원리를 제시했다.
당시 반응
처음엔 경험적 규칙으로 여겨졌으나, 양자역학 완성 후 페르미-디랙 통계로 이론적 기반을 갖게 됐다.
세상이 바뀐 점
전자 배치가 왜 그 모양인지, 주기율표가 왜 그 구조인지, 원소마다 화학 성질이 왜 다른지 한 번에 설명됐다.
오늘날
물질이 단단하고 투과 불가한 이유도, 백색왜성이 찌그러지지 않는 이유도 배타 원리 덕분이다.