Entartete Materie

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Entartete Materie (auch: degenerierte Materie) ist Materie, die, meist in Sternen, so extrem große Dichte hat, dass für sie quantenmechanische Aspekte eine Rolle spielen. Entartung bedeutet hier, dass sich solche Materie nicht auf herkömmliche Weise, etwa als klassisches ideales Gas, beschreiben lässt. Der Begriff hat jedoch nichts mit entarteten Energieniveaus zu tun.

Entartetes Fermionengas[Bearbeiten]

Wenn Fermionen (z. B. Protonen, Elektronen oder Neutronen) zu extrem großer Dichte konzentriert sind, tritt der Gravitation, die die Dichte noch zu erhöhen versucht, ein Entartungsdruck (auch: Fermi-Druck) entgegen. Der Entartungsdruck wirkt dem Gravitationsdruck entgegen und hat seine Ursache im Pauli-Prinzip, das verbietet, dass zwei Fermionen gleichzeitig am gleichen Ort einen identischen Quantenzustand annehmen können. Daher würde eine weitere Kompression bedeuten, dass sich Fermionen in höhere Energiezustände begeben müssten.

Auch das (quasi-) freie (Leitungs-) Elektronengas in gewöhnlichen Metallen ist in diesem Sinne entartet, d. h. viele metallische Eigenschaften (wie elektrische oder thermische Leitfähigkeit) können erst mithilfe der Quantenmechanik korrekt beschrieben werden.

Entartete Materie in Sternen[Bearbeiten]

Weiße Zwerge werden durch den Entartungsdruck ihres Elektronengases stabilisiert. In einem physischen Doppelsternsystem kann ein Weißer Zwerg durch einen Akkretionsfluss von seinem Begleitstern weiter anwachsen. Wenn seine Masse dabei die Chandrasekhar-Grenze erreicht, kann der Entartungsdruck den Gravitationsdruck nicht mehr kompensieren. Man könnte nun vermuten, es entstünde ein Neutronenstern. Stattdessen kommt es durch die ansteigende Temperatur und Dichte zu neuen Kernfusionsreaktionen und es entsteht eine Supernova vom Typ Ia.[1]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. J. Krautter u. a.: Meyers Handbuch Weltall. Meyers Lexikonverlag 1994, ISBN 3-411-07757-3, S. 291 ff.