Фермионы не могут находиться в двух одинаковых состояниях согласно принципу исключения Паули. 12 Этот квантово-механический принцип гласит, что два или более тождественных фермиона (частицы с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии в квантовой системе. 12

Другими словами, в пределах одной квантовой системы в данном квантовом состоянии может находиться только один фермион, а состояние другого должно отличаться хотя бы одним квантовым числом. 1

Из принципа Паули следует, что электроны с одним и тем же спином пространственно разделяются отталкивающим обменным взаимодействием. 2 Например, атомы занимают определённый объём и не могут быть сильно сжаты, так как электроны одного и того же спина разделены этим взаимодействием. 3