Por ejemplo, cuando se forma un gas degenerado de electrones, dos electrones (de espines opuestos) ocupan cada uno de los estados de energía más bajos posibles hasta la energía de Fermi. Esto se debe al principio de exclusión de Pauli.
Sin embargo, como todos los electrones alcanzan estados de baja energía, ¿a dónde va toda su energía? Si la conservación de la energía se mantiene, no pueden bajar mágicamente de energía sin que ésta vaya a alguna parte, ¿no? ¿Se emite en forma de fotones?
Cualquier sistema cuantificado tiene un estado de reposo y estados de excitación, y en cualquier sistema cuantificado la relajación en el estado de reposo requiere que la energía se desprenda de alguna manera.
En un sistema aislado, como un átomo de hidrógeno, la energía se emite normalmente en forma de fotones. Sin embargo, si se añaden otros átomos de hidrógeno, se abren nuevas vías para la pérdida de energía. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno excitado puede perder energía al colisionar con otro átomo de hidrógeno y convertir la energía en energía cinética. Este es el mecanismo que se esconde tras el ensanchamiento por colisión.
Así que en tu sistema de gas de Fermi es probable que haya varios mecanismos para la pérdida de energía, y no es posible responder a tu pregunta en general, ya que dependerá de los detalles del sistema. La emisión de fotones es siempre un mecanismo, pero, por ejemplo, tu gas de Fermi también podría enfriarse por evaporación, es decir, la energía podría transferirse a la energía cinética de los electrones en los bordes, de modo que esos electrones abandonan el sistema y se llevan la energía con ellos.
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