Nelle stelle di neutroni la forza di gravità viene compensata dalla pressione di degenerazione dei neutroni che essendo fermioni per il principio di esclusione non possono occupare i medesimi stati quantici. Perché in questo caso il principio non viene interpretato come una forza a corto raggio? (Roberto F.)
Secondo il principio di esclusione di Pauli due fermioni, come lo sono i neutroni, non possono occupare lo stesso stato quantico. Di conseguenza, un piccolo volume occupato da un neutrone non può essere occupato da un altro con la stessa energia e lo stesso spin
. Il volume da considerare ha una dimensione che dipende dalla costante di Planck, dalla massa della particella e dalla velocità della luce.
La pressione dovuta al principio di Pauli non è una forza proprio perché essa esiste anche nel caso non ci sia alcuna interazione fra i neutroni. Si noti comunque che la sola pressione di degenerazione non è sufficiente a spiegare le masse osservate per le stelle di neutroni. Per poter ottenere masse dell'ordine di due masse solari deve esistere una forte repulsione alle corte distanze fra i nucleoni, come previsto dalla fisica nucleare. La materia che forma le stelle di neutroni è diversa dalla materia ordinaria, e non ancora del tutto compresa. Le sue caratteristiche fisiche di densità sono più vicine a quelle dei nuclei atomici piuttosto che alla materia ordinaria composta da atomi. Le grandi densità raggiunte al centro di una stella di neutroni aprono inoltre la possibilità che accanto a neutroni, protoni ed elettroni siano presenti altri tipi di particelle, quali iperoni, risonanze e quark deconfinati.
Sabine Hemmer, fisica, e Alessandro Drago, fisico