これが故障です：
* 電子スピン： 電子には、スピンと呼ばれる固有の特性があり、これは量子化されており、小さな磁気双極子と考えることができます。 「スピンアップ」または「スピンダウン」のいずれかで、上または下に向ける矢印で表されます。
* パウリ除外原理： この原理は、原子内の2つの電子が同じ量子数のセットを持つことができないことを示しています。これは、2つの電子が同じ軌道を占有する場合、反対のスピンが必要であることを意味します。
* 交換相互作用： 平行スピンを持つ2つの電子（両方がスピンアップまたは両方がスピンダウンする）が近くに近い場合、反発力が発生します。これは、それらの波動関数が重複しているためであり、パウリ除外の原則に従って、同じ空間を占有できないためです。逆に、逆平行スピンを備えた電子（1つのスピンアップ、1つのスピンダウン）が魅力的な力を経験します。
交換相互作用に関する重要なポイント：
*これは純粋に量子の機械的効果であり、古典的な電磁気によって説明することはできません。
*それは短距離の力です。つまり、非常にわずかな距離でのみ作用します。
*多くの化学結合の安定性と材料の磁気特性を担当しています。
*これは強磁性の起源でもあり、多くの電子のスピンが同じ方向に整列し、強力な磁場が作成されます。
単純化された類推：
2つの磁石を想像してください。北極が互いに向き合って置かれた場合、彼らは撃退します。彼らが互いに向かい合っている北極と南極を置いて置かれると、彼らは引き付けます。同様に、平行スピンを持つ電子は反発しますが、逆平行スピンを持つ電子は引き付けます。
要約：
電子のスピンは、それらの間の力を決定する上で重要な役割を果たし、魅力と反発の両方につながります。交換相互作用と呼ばれるこの相互作用は、化学的結合、磁気、および原子レベルでの材料の挙動を理解するための基本です。
