Вырожденный электронный газ

Когда атомы находятся в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений, они теряют свои электроны. Другими словами, они полностью ионизованы. Давление такого газа определяется давлением электронов. Если плотность очень высока, все частицы вынуждены приближаться к друг другу. Электроны могут находится в состояниях с определенными энергиями, причем два электрона не могут иметь одинаковую энергию (если только их спины не противоположны). Таким образом, в плотном газе все нижние уровни энергии оказываются заполненными электронами. Такой газ называется вырожденным. В этом состоянии электроны проявляют вырожденное электронное давление, которое противодействует силам гравитации.

Тоже самое происходит в нейтронных звездах, но в этом случае давление вырожденного вещества проявляется благодаря нейтронам, а не электронам. В нейтронных звездах гравитационное давление высоко, достаточно высоко, чтобы вдавить электроны в протоны, и образовать нейтроны. Эти нейтроны затем сжимаются вместе до тех пор, пока гравитационное давление не уравновесится давлением вырожденных нейтронов.