22. Антисимметричность волновых функций электронов.

Из проведенного выше рассмотрения мы вправе ожидать, что возбужденные состояния гелия должны иметь в общем случае четыре уровня. На самом же деле их только два. Этот факт, а также аналогичные рассмотрения, проводимые при изучении других атомов, показывают, что не все волновые функции, которые являются решениями уравнения Шредингера, действительно существуют в природе. Наоборот, найдено, что все наблюдаемые спектральные линии могут быть

правильно объяснены, если предположить, что в действительности появляются только те волновые функции, которые антисимметричны относительно одновременного обмена спиновых и пространственных координат любых двух электронов. Как мы увидим в п. 26, это правило приводит к принципу запрета Паули. Было найдено, что закону антисимметричности подчиняются не только электроны, но также многие другие элементарные частицы, в том числе нейтроны, протоны и нейтрино. Действительно, каждый тип элементарных частиц характеризуется волновой функцией, которая или всегда антисимметрична при обмене двух частиц, или всегда симметрична. Не существует особых соотношений симметрии, если обмениваются различные типы частиц.