Neutron star
페르미 기체(Fermi gas) 또는 자유전자기체는 상호작용이 없는 페르미온들의 집합이다. 이 기체는 페르미온 형태를 가지는 이상기체의 양자역학적 형태이다. 대체로 전자나 금속, 그리고 반도체와 중성자별 내부의 중성자를 페르미 기체로 생각할 수 있다. 열평형을 이룬 페르미 기체에서 페르미온의 에너지 분포는 밀도, 온도, 그리고 페르미-디랙 통계에 의한 가능한 에너지 상태에 의하여 결정된다. 파울리 배타 원리에 의해 한 양자 상태에 두 개 이상의 페르미온이 위치할 수 없다. 따라서 절대 영도에서의 페르미 기체의 총 에너지량은 입자수와 바닥상태의 에너지를 갖는 단일 입자보다 크다. 이러한 이유로, 페르미 기체의 압력은 이상기체와는 달리 절대 영도에서 0이 아닌 값을 나타낸다. 이른바 축퇴압력 이라 불리는 이것은 중성자별(중성자 페르미 기체)이나 백색왜성(전자 페르미 기체) 내부의 중력의 당기는 힘에 대항하여 안정화시킨다.