В и народжений газ, газ, властивості якого істотно відрізняються від властивостей класичного ідеального газу внаслідок квантовомеханічного впливу однакових часток один на одного. Це взаємний вплив часток обумовлено не силовими взаємодіями, відсутніми в ідеального газу, а тотожністю (нерозрізненість) однакових часток в квантовій механіці (Див. тотожності принцип ). В результаті такого впливу заповнення частками можливих рівнів енергії навіть в ідеальному газі залежить від наявності на даному рівні інших часток. Тому теплоємність і тиск такого газу інакше залежать від температури, ніж у ідеального класичного газу; по-іншому виражається ентропія , вільна енергія і т.д.
Виродження газу настає при зниженні його температури до деякого значення, званого температурою виродження. Повний виродження відповідає абсолютного нуля температури.
Вплив тотожності часток позначається тим істотніше, чим менше середня відстань між частинками r в порівнянні з довжиною хвилі де Бройля частинок l = h / mv (m - маса частки, v - її швидкість, h - планка постійна ). Це пояснюється тим, що класична механіка застосовна до руху часток газу лише за умови r >> l. Так як швидкість часток газу пов'язана з температурою (чим більше швидкість, тим вище температура), то температура виродження, що визначає кордон застосовності класичної теорії, тим вище, чим менше маса часток газу і чим більше його щільність (т. Е. Чим менше середня відстань 
між частинками). Тому температура виродження особливо велика (порядка 10 000 К) для електронного газу в металах: маса електронів дуже мала (~ 10-27 г), а їх щільність в металах дуже велика (одна тисяча двадцять дві електронів в 1 см 3). Електронний газ в металах виродилися при всіх температурах, при яких метал залишається в твердому стані.
Для звичайних атомних і молекулярних газів температура виродження близька до абсолютного нуля, так що такий газ практично завжди поводиться як класичний (при таких низьких температурах всі речовини знаходяться в твердому стані, крім гелію, що є квантової рідиною при як завгодно близьких до абсолютного нуля температурах).
Оскільки характер несилового впливу тотожних часток один на одного різний для часток з цілим ( бозони ) І напівцілим ( ферміони ) Спіном, то поведінка газу з ферміонів ( фермі-газу ) І з бозонів ( бозе-газу ) Також буде різним при виродження.
У фермі-газу (до якого відноситься електронний газ в металі) при повному виродження (при Т = 0 К) заповнені всі нижні енергетичні рівні аж до деякого максимального, званого рівнем Фермі, а всі наступні залишаються порожніми. Підвищення температури лише незначно змінює такий розподіл електронів металу за рівнями: мала частка електронів, що знаходяться на рівнях, близьких до рівня Фермі, переходить на порожні рівні з більшою енергією, звільняючи таким чином рівні нижче фермієвського, з яких був здійснений перехід.
При виродження газу бозонів з часток з відмінною від нуля масою (такими бозонами можуть бути атоми і молекули) деяка частка частинок системи повинна переходити в стан з нульовим імпульсом; це явище називається Бозе - Ейнштейна конденсацією . Чим ближче температура до абсолютного нуля, тим більше часток має виявитися в цьому стані. Однак, як уже говорилося, системи таких частинок при зниженні температури до дуже низьких значень переходять в твердий або рідкий (для гелію) стану, в яких значні силові взаємодії між частками і до яких тому непридатне наближення ідеального газу. Явище Бозе - Ейнштейна конденсації в рідкому гелії, який можна розглядати як неідеальний газ з так званих квазичастиц , Призводить до появи надплинності .
Для газу з бозонів нульової маси, до яких відносяться фотони (Спін 1), температура виродження дорівнює нескінченності; тому фотонний газ - завжди вироджений і класична статистика до нього не може бути застосована ні за яких умов. Фотонний газ є єдиним виродженим ідеальним бозе-газом стабільних часток. Однак Бозе - Ейнштейна конденсації в ньому не відбувається, тому що не існує фотонів з нульовим імпульсом (фотони завжди рухаються зі швидкістю світла). При нульовій абсолютній температурі фотонний газ перестає існувати.
Див. також статистична фізика , метали , напівпровідники і літ. при цих статтях.
Г. Я. Мякишев.
