電子氣

在金屬內部，傳導電子既多又鬆散地繫著，於是物理學家乾脆把它們當作一團氣體——不是空氣分子組成的氣體，而是一團在原子那剛硬骨架間自由晃蕩的電子之氣。原子紋絲不動；這團電子氣繞著它們流動，充滿整塊金屬，並搬運電流與熱量。

和普通空氣不同，這是一團量子氣體：它的粒子拒絕共享狀態，所以即便冷下來，它們也不會統統慢下來，而是一直堆疊到費米能那麼高。僅這一條規則，就讓電子氣的脾性和氣球裡的空氣大相逕庭——它緻密、即便在絕對零度也充滿活力、加熱時卻幾乎不怎麼升溫。物理學家把這種特殊的氣體稱作費米氣體。

它之所以重要，是因為「電子氣」正是整個自由電子模型操作的對象——當人們計算一塊金屬的電導率、熱容或磁性時，其實就是在對這團氣體做算術。要誠實地補一句：「氣體」這個詞暗示電子彼此不理會，但真實的電子之間排斥得很厲害；它們居然還能近乎像一團簡單氣體那樣行事，這是一個深刻、又帶幾分運氣的事實，後來由費米液體理論加以解釋。