Vi vet att det är Pauliprincipen (för neutronerna) som hindrar neutronstjärnor från gravitationell kollaps. Hur hänger detta ihop när vi vet att det bara finns fyra typer av växelverkan/krafter? Är Pauliprincipen kopplad till någon av de fyra krafterna(möjligen e-m-kraften i så fall), eller är den att betrakta som en typ av växelverkan som är av helt annorlunda slag?

Går det att beräkna "Pauli-repulsionens" styrka, d.v.s. i någon mån översätta den till en kraft, så att man kan jämföra den kvantitativt med gravitationskraften och se att de är lika stora?
/Svante B, Polhemsgymnasiet, Göteborg

Svar:
Svante! Naturligtvis får lärare fråga! Tala om med data (åldern brukar vara avslöjande ) att ni är lärare så kan vi anpassa svaret bättre.

Pauliprincipen har inget att göra med någon av de fyra kraftverkningarna. Det är helt enkelt en egenskap hos fermioner (partiklar med halvtaligt spinn) att de inte trivs i samma kvanttillstånd som en annan identisk fermion. Varför det är så och varför bosoner (partiklar med heltaligt spinn) inte lyder pauliprincipen - utan stortrivs i samma tillstånd - vet vi helt enkelt inte.

Även vita dvärgstjärnor hålls upp av pauliprincipen, men då för elektroner. Om en stjärna har en massa som är större än gränsmassan för en vit dvärg (ungefär 1.4 solmassor), kommer pauliprincipen att tvinga elektronerna att ha så hög rörelseenergi att de kan initiera reaktionen

e^- + p⁺ --> n + v

Elektronerna försvinner alltså och stjärnan kollapsar till en neutronstjärna. Om den övre massgränsen för en neutronstjärna överskrids, så kommer händelsehorisonten (gränsytan till ett svart hål) att innesluta materien och sluka den. Huruvida neutronerna inne i ett svart hål lyder pauliprincipen vet vi inte - se länk 1 nedan för de egenskaper som ett svart hål kan ha. Nedanstående video finns på länk 2.

Spinning at 1800 rpm, the neutron star at the center of the Crab Nebula contains 2 solar masses crushed into a body only 6 miles in diameter. This movie was made by the Chandra X-Ray telescope, showing the neutron star, and rippling disturbances created by its magnetic field. Audio is a real-time recording of the radio signal from the pulsar. The star's magnetic field focuses radio emission into a beam which rotates like a light house beacon.

Se även fråga 12919

Nyckelord: neutronstjärna [11]; pauliprincipen [10]; kraftverkningar [9];

1 http://zebu.uoregon.edu/~soper/StarDeath/end.html
2 http://www.disclose.tv/action/viewvideo/15383/Crab_Pulsar/