Diferencia entre revisiones de «Gas de Fermi»

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Un '''gas de Fermi''' es un sistema de [[fermión|fermiones]] libres, es decir, que no interactúan entre sí., a diferencia de un líquido de Fermi, en el que sí existen interacciones.<ref>[http://books.google.es/books?id=eAx1JbubBGUC&pg=PA333 Introducción a la física del estado sólido.] Charles Kittel. Editorial Reverté, 1995. ISBN: 8429143173. Pág.333.</ref> Se pueden describir en una primera aproximación con este modelo de gas de Fermi los [[nucleón|nucleones]] en el interior del [[núcleo atómico]], los [[neutrón|neutrones]] en una [[estrella de neutrones]] o los [[electrón|electrones]] de conducción de un [[metal]] o [[semiconductor]].
 
La distribución de la energía de los fermiones en un gas de Fermi en equilibrio térmico se determina por su [[densidad de número|densidad]], [[temperatura]], y el conjunto de estados de energía disponible, a través de la [[estadística de Fermi-Dirac]].
 
==Temperatura de Fermi. Energía de Fermi. Superficie de Fermi.==
Es posible definir una [[temperatura de Fermi]], por debajo del cual el gas se puede considerar degenerado (la presión se deriva casi exclusivamente del principio de Pauli). Esta temperatura depende de la masa de los fermiones y la [[densidad de estados de energía]]. Para los metales, la temperatura del gas de electrones de Fermi es generalmente de muchos miles de grados Kelvin, así que en aplicaciones en seres humanos pueden ser considerados degenerados. La energía máxima de los fermiones en el cero de temperatura se llama la [[energía de Fermi]].<ref>[http://books.google.es/books?id=SghjkM6MwygC&pg=PA1151 Física para la ciencia y la tecnología.] Volumen 2, Paul Allen Tipler, ISBN 8429144102, Editorial Reverté, 2005. ISBN: 8429144129. Pág.1151</ref> La superficie de la energía de Fermi en el [[espacio de momentos]] se conoce como la [[superficie de Fermi]].
 
Dado que las interacciones entre partículas no existen por definición, el problema del tratamiento de las propiedades de equilibrio y el comportamiento dinámico de un gas de Fermi se reduce al estudio del comportamiento de las partículas individuales independientes. Como tal, es relativamente manejable y constituye el punto de partida de las teorías más avanzadas que se ocupan de la interacción (como la teoría del [[líquido de Fermi]] o la [[teoría de perturbaciones]]).
 
:(16) <math>\epsilon_F = \mu</math>
 
<!--
La energía total del gas de Fermi completamente degenerado se obtiene de la integración:
 
 
es decir: la presión es proporcional a la densidad según la potencia 5/3.
 
-->
==Véase también==
*[[Estadística de Fermi-Dirac]]
==Referencias==
{{listaref}}
 
==Enlaces externos==
* [http://books.google.es/books?id=3Z-Nz0xwWdUC&pg=PA179 Gas de Fermi superfluido. El espectro de energía.] En: Física estadística, Parte 2. Volumen 9 de Curso de física teórica. Levy D. Landau. Editorial Reverté, 1986. ISBN: 8429140786. Pág. 179.
* [http://books.google.es/books?id=eAx1JbubBGUC&pg=PA151 Gas de Fermi de electrones libres.] En: Introducción a la física del estado sólido. Charles Kittel. Editorial Reverté, 1995. ISBN: 8429143173. Pág.151.
 
[[Categoría:Mecánica cuántica estadística]]