費米能

費米能是費米子系統在絕對零度下最高被佔據態的能量。設想把電子一個接一個地堆入可用的態中，每次都選最低的空態，直到全部安置完畢；最後那個被添入的電子的能量，就是費米能。在它之下，幾乎每個態都被填滿；在它之上，於零溫時，每個態都是空的。它標出了那片填滿的費米子之海的銳利表面。

這一個數字，為金屬與稠密物質中極其廣泛的行為定下了尺度。在典型金屬中，費米能對應著幾萬度的溫度，遠比室溫熾熱，這正是為何即便金屬是溫熱的，電子氣也表現得彷彿極度寒冷。只有那一小撮處在費米能熱寬度之內的電子，才能吸收些許能量或參與導電；其餘的都被鎖在下方，附近沒有空態可供它們遷入。

正因為有如此多的物理取決於恰好在這個表面發生的事，費米能解釋了那些經典圖景嚴重弄錯的謎題。它說明了為何金屬的電子對其熱容貢獻如此之小、電導為何以其特有的方式運作，以及一團寒冷費米子氣體的能量如何直接餵入支撐白矮星的簡併壓。對任何一群費米子而言，它都是天然的參考能量。