Могут ли атомы прикасаться друг к другу: ответ ученых
От почти неразрушимых металлов до хрупких облаков в небе. Весь наш мир состоит из атомов — крошечных частиц, которые носят в себе химические свойства элементов. Однако многих волнует вопрос — касаются ли они друг друга. Как и в большинстве тем атомной физики, ответить на это сложнее, чем кажется. Для начала стоит понять, что можно считать «прикосновением».
«В человеческом масштабе, когда мы говорим о соприкосновении двух объектов, мы обычно имеем в виду, что четко определенная внешняя поверхность одного предмета находится в том же месте, что и четко определенная внешняя поверхность другого. Но этот тип касания не имеет смысла в атомном масштабе, потому что у частиц нет конкретных внешних границ».Кристофер Бэрддоцент кафедры физики в Западно-Техасском университете A&M
Атом состоит из множества различных частиц, которые взаимодействуют между собой по особым правилам. В основе всей структуры лежит ядро, окруженное облаком электронов, но на самом деле все несколько сложнее — сама сердцевина разделена на протоны и нейтроны из кварков и глюонов. При этом число всех упомянутых единиц отличается у разных элементов.
По мнению Бэрда, точной границей «касания» в таком случае является не само облако электронов вокруг атома, а место возникновения физических и химических эффектов. То есть момент, когда орбитали перекрывают друг друга из-за электромагнетизма, гравитации и квантовой механики. Жидкостные и твердые тела, например, сталкиваются благодаря образованию химических связей.
«Несмотря на то, что атомы не соприкасаются так, как это делаем мы, именно подобные встречи создают жизнь. Стул не мог бы держать свою форму, если бы атомы объекта не соприкасались друг с другом посредством химических связей. Все материальные эффекты возникают в результате этого процесса, включая реакции, вибрации, звуковые волны, тепло и т. д.».Кристофер Бэрддоцент кафедры физики в Западно-Техасском университете A&M
Интересный факт: недавно ученые разработали новые компьютерные модели, позволяющие изучать ультрабыстрые процессы квантовой механики.
