Gasentartung ist eine quantenphysikalische Erscheinung, die bei hoher
Dichte und niedriger Temperatur beobachtet wird. Ohne
Entartung gäbe es weder weiße Zwerge
(Elektronenentartung) noch Neutronensterne
(Nukleonenentartung). Die Tatsache, dass die
Quantenphysik, d.h. das Plancksche Wirkungsquantum h, gewisse
Himmelskörper überhaupt erst ermöglicht, ist
an sich bemerkenswert. Normalerweise ordnet man sie der Welt des
außerordentlich Kleinen zu, dem atomaren und subatomaren Bereich.
Den physikalischen Hintergrund mache man sich anhand der
Heisenbergschen Unschärferelation plausibel: Wird der
Bewegungsspielraum eines Elektrons (in einem schrumpfenden
Kasten beispielsweise) immer mehr eingeschränkt und damit
sein Ort immer enger eingegrenzt, wächst die Impulsunschärfe und
damit die Gewalt, mit der das Teilchen gegen seine Gefängniswände
anrennt.
Hinzu kommt das Pauli-Verbot: Es besagt, dass sich maximal zwei
Elektronen (allgemeiner Fermionen) mit unterschiedlichem
Eigendrehimpuls (Spin) im gleichen Energiezustand
befinden dürfen. Wenn (im Ggs. zu Bosonen) nicht alle Teilchen
den niedrigsten Zustand einnehmen dürfen, müssen
zwangsläufig höherenergetische Zustände besetzt sein. Je enger
die Teilchen im Ortsraum zusammengepresst werden, um so höher ist
die sog. Fermi-Energie und damit der Entartungsdruck.
Die Dichte im Innern eines weißen Zwergs wird in Tonnen pro
Kubikzentimeter angegeben, die im Innern von Neutronensternen
kommt an die Dichte von Atomkernen (Milliarden Tonnen pro
Kubikzentimeter) heran.
Mit zunehmendem Entartungsdruck
nähern sich die Teilchengeschwindigkeiten der
Lichtgeschwindigkeit, und man spricht von relativistischer
Entartung.
