費米氣體

費米氣體是理想氣體的量子力學版。在金屬內的電子、在半導體內的電子、或在中子星里的中子，都可以被視為近似於費米氣體。在一個處於熱力平衡的費米氣體里，費米子的能量分佈，是由它們的密度，溫度，與容許能量量子態集合，依照費米-狄拉克統計的方程而決定的。泡利不相容原理闡明，不容許被兩個或以上的費米子佔用同一個量子態。因此，在絕對零度，費米氣體的總能量，大於費米子數量與單獨粒子基態能量的乘積。並且，在絕對零度，費米氣體的壓力，稱為“簡併壓力”，不等於零。這與經典理想氣體的現象有很明顯的不同。簡併壓力使得中子星或白矮星能夠抵抗萬有引力的壓縮，因而得到穩定平衡，不致向內爆塌。

在低溫下，玻色原子氣體可以形成玻色-愛因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation, BEC)，這是由Einstein在1925年的理論而預言的。費米子由於泡利不相容原理，不能形成BEC。但可通過Feshbach共振，利用磁場調節費米原子間的相互作用，使費米子配對轉變成玻色型粒子而形成BEC。

由於前述定義忽略了粒子與粒子之間的相互作用，費米氣體問題約化為研究一群獨立的費米子的物理行為的問題。這問題本身相當容易解析。一些更深奧，更進階，更精密的理論，牽涉到粒子與粒子之間的互相作用的理論（像費米液體理論或相互作用的微擾理論），時常會以費米氣體問題為研究的開端。

祥參：《超流體 》/ (美)沈星揚著 (1982). - 北京: 科學出版社