Los fantasmas de paso de un cuerpo a través de otro es, obviamente, fuera de la cuestión de si el continuum de la asunción eran válidas, pero sabemos que en la micro, nano, pico de los niveles (y más allá) esto no es ni remotamente el caso. Mi entendimiento es que el volumen de la media átomo realmente ocupado por la materia es una muy pequeña fracción del volumen del átomo como un todo. Si este es el caso, ¿por qué no puede la materia, simplemente, pasar a través de otras materias? Son los del átomo con los electrones de manera casi omnipresente que al mismo tiempo puede evitar colisiones/intersecciones de todas las direcciones posibles?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Las cosas no son espacio vacío. Nuestro clásico de la intuición falla en el nivel cuántico.
Asunto no pase a través de otras materias, principalmente debido al principio de exclusión de Pauli y debido a la electromagnética de repulsión de los electrones. Más cerca de llevar dos átomos, es decir, las más de las áreas de no-cero expectativa para sus electrones se superponen, mayor será la repulsión debida al principio de Pauli ser, ya que nunca puede suceder que dos electrones poseen exactamente el mismo giro y la misma probabilidad de encontrarse en un punto del espacio.
La idea de que los átomos son en su mayoría "espacio vacío" es, desde un punto de vista cuántico, el absurdo. El volumen de un átomo es llenado por el wavefunctions de sus electrones, o bien, desde un QFT punto de vista, hay un localizada la excitación de los electrones de campo en esa región del espacio, ya que ambos son muy diferentes de los "vacíos" vacío de estado.
El concepto de espacio vacío es en realidad bastante difícil, ya que nuestra intuición "el Espacio es vacío cuando no hay ninguna partícula en ella" se diferencia de la formal "espacio Vacío es el unexcited vacío de la teoría" bastante. El espacio alrededor del átomo no está definitivamente en el vacío, que se llena, con electrónica de los estados. Pero si usted va y mira, las ocasiones son, usted encontrará a algunos "vacío" del espacio en el sentido de que "no hay partículas durante la medición". Todavía no están justificados en decir que hay "en su mayor parte espacio vacío" alrededor del átomo, ya que los electrones no se que bruscamente localizado, a menos que algún tipo de interacción (como mediciones) toma el lugar que en realidad la fuerza que ellos. Cuando no interactuar, sus estados son "untado" sobre el átomo en algo a veces llamada la nube de electrones, donde la nube o orbital representa la probabilidad de encontrar una partícula en cualquier lugar.
Esta rareza es una de las razones por las que la mecánica cuántica es tan fundamentalmente diferentes de las de la mecánica clásica - de repente, un montón de que el mundo se vuelve totalmente diferente de lo que estamos acostumbrados en nuestro nivel macroscópico, y especialmente a nuestras intuiciones acerca de "espacio vacío" y que nos fallan completamente a niveles microscópicos.
Ya se ha preguntado en los comentarios, probablemente debería decir algunas palabras más sobre el papel del principio de exclusión de:
En primer lugar, como se ha dicho, sin que el principio de exclusión, la idea de la química que se hunde: Todos los electrones caen a la menor orbital 1s y permanecer allí, no hay "exterior" de los electrones, y el mundo como lo conocemos no iba a funcionar.
En segundo lugar, considere la situación de los dos igualmente cargada clásica de las partículas: Si sólo invertir lo suficiente energía/trabajo, usted puede traer arbitrariamente cerca. El principio de exclusión de Pauli prohíbe este de los átomos, usted podría ser capaz de empujar un poco en cada uno de los otros, pero en algún momento, cuando los estados de los electrones vuelven demasiado similar, simplemente no ir más lejos. Cuando usted llega a ese punto, ha degenerado la materia, un estado de la materia que es extremadamente difícil de comprimir, y donde el principio de exclusión es la única razón de su incompressibility. Esto no es debido a la repulsión de Coulomb, es que también tenemos que invertir la energía para catapultar a los electrones a niveles de energía superiores, ya que el número de electrones en un volumen de espacio aumenta con la compresión, mientras que el número de niveles de energía no. (Si usted lee el artículo, usted encontrará que los electrones en algún momento, de hecho, prefieren combinan con los protones y formar neutrones, los cuales, a continuación, presentan el mismo tipo de comportamiento. Entonces, de nuevo, usted tiene algo que casi incompresible, hasta que la presión es lo suficientemente alta como para romper el neutrones hacia los quarks (que es meramente teórica). Nadie sabe lo que pasa cuando se incrementa la presión sobre estos quarks indefinidamente, pero probablemente no podemos saber que, de todos modos, ya que se formará un agujero negro, más pronto o más tarde)
Tercero, el tipo de fuerza que usted necesita para crear esos degenerados que importa es extraordinariamente alta. Incluso metálico hidrógeno, probablemente el tipo más simple de este asunto, no ha sido posible producidos en los experimentos. Sin embargo, como Marca de Una ha señalado en los comentarios (y como es muy brevemente mencionado en el artículo de la Wikipedia, también), con un muy buen modelo para los electrones libres en un metal es la de un degenerado de gas, por lo que uno podría tomar de metal como la temperatura de las habitaciones ejemplo de la importancia del principio de Pauli.
Así que, en conclusión, se podría decir que en los niveles de nuestra experiencia cotidiana, es probablemente suficiente para saber acerca de la repulsión de Coulomb de los electrones (si no se ven en metales muy de cerca. Pero sin la mecánica cuántica, que aún se preguntan por qué estos electrones no simplemente ir más cerca de sus núcleos, es decir, reducir su radio orbital/caída a un estado de energía inferior, y por lo tanto reducir el radio efectivo del átomo. Por lo tanto, la repulsión de Coulomb ya se queda corto en esta escala para explicar por qué la materia parece "sólido" en absoluto-sólo el principio de exclusión puede explicar por qué los electrones se comportan de la manera en que lo hacen.
Joe Liversedge
Puntos
2134
Si fuera posible para un objeto para pasar a través de otro objeto, entonces sería posible que una parte de un objeto para pasar a través de una parte diferente del mismo objeto. Por lo tanto, la pregunta que se hace aquí es equivalente a la pregunta de por qué la materia es estable. Ver esta pregunta en mathoverflow. Esa pregunta era más acerca de la estabilidad de los átomos individuales, pero en mi respuesta, me dio una referencia a un documento por Lieb. La sección II se analiza la estabilidad de volumen de la materia. El argumento depende tanto de las propiedades de la interacción electromagnética y en el principio de exclusión de Pauli. Por lo tanto, cualquier persona que le dice que la estabilidad de volumen de la materia es puramente debido a uno u otro de estos factores está mal.
Lo mismo ocurre con la fuerza normal. La gente va a tratar de argumentar que es sólo debido a las interacciones electromagnéticas o sólo debido al principio de exclusión. Que mal por las mismas razones.
Aunque Lieb del tratamiento es complicado, hay una bastante sencillo argumento de que la mecánica cuántica es necesario para la estabilidad de la materia. Hay un llamado teorema de Earnshaw del teorema que dice que un clásico sistema de interacción de las partículas cargadas pueden no tener una estable, equilibrio estático. No es difícil o profunda resultado; es simplemente una aplicación de Gauss la ley. Dejar que el equilibrio sea dinámico en lugar de estático no ayuda, desde luego, los cargos podrían irradiar.
Guill
Puntos
832
En respuesta a la pregunta principal, cuestión que, de hecho, "pasar" a través de otro asunto. A partir de la macro escala (estrellas , galaxias), hacia abajo a la micro escala (átomos), se pasa todo el tiempo. La "libre" circulación de la materia empieza a ser impedido, como los átomos de iniciar la toma de látex (sólidos, cristales). Pero incluso en esta escala, como Rutherford demostró, de la materia (partículas alfa), pasa la materia (película delgada de oro). Es sólo en la escala donde uno está tratando de "pasar" a los átomos en una distancia igual o menor que la exterior de electrones de la órbita (orbital), que se ejecuta en los electrones de las fuerzas repulsivas y el principio de exclusión de Pauli, que no impiden la materia "pasar" de la materia.
