La distancia entre los objetos que se tocan

Question

¿Cuál es la distancia entre, por ejemplo, una taza de café y la mesa sobre la que descansa?
¿Cuál es la distancia entre dos manos que se tocan?

Answer 1

Esta respuesta que una vez di para ¿Qué significa que dos objetos se "toquen"? discute lo que toca incluso significa . No es una respuesta directa a tu pregunta, pero creo que puede ayudarte a ver la cuestión de otra manera. Advertencia: Es una de mis respuestas largas y habladas que algunos aman y otros odian. En cualquier caso, la física que contiene es precisa (y para mucha gente, inesperada).

La respuesta concreta a tu pregunta es que la distancia más fundamental entre dos objetos que se tocan está determinada por las superficies de exclusión de Pauli entre los electrones de los objetos que se tocan y de los que son tocados, siendo las superficies donde hay probabilidad cero de encontrar electrones de cualquiera de los objetos. Por lo tanto, la "proximidad" de los objetos depende del nivel de probabilidad normalizado de encontrar cualquier electrón en el par de exclusión que se esté dispuesto a tolerar. Por ejemplo, para un conjunto específico de átomos cercanos, el "1%" da una distancia (muy corta, sub-Angstrom), mientras que el "5%" da otra distancia algo mayor.

Curiosamente, eso también significa que la respuesta más sencilla es que los objetos realmente "se tocan", concretamente en la superficie de probabilidad cero debido a la exclusión de Pauli.

Hay otros modificadores, por supuesto, como el ruido térmico que hace rebotar estas superficies a frecuencias muy altas y así dar varios tipos de distancias promediadas. La física más profunda de la repulsión real siempre, para la materia ordinaria, se remonta a esas superficies de exclusión de Pauli entre los pares individuales de electrones en los objetos tocados y en contacto.

Answer 2

Esto depende en gran medida de cómo se defina la medida. La respuesta más sencilla sería que la distancia es cero, ya que se tocan, pero supongo que te refieres a las fuerzas electromagnéticas/principio de exclusión de Pauli que impiden que las nubes de electrones de las moléculas y los átomos se crucen. Sin embargo, como los electrones están en nubes y no en posiciones específicas, no se puede definir fácilmente la distancia entre una nube y otra. Además, cuando los objetos se tocan, se forman enlaces entre las moléculas y las nubes de electrones se fusionan parcial o totalmente. La otra opción es especificar la distancia entre los dos núcleos más cercanos, lo que también es difícil de hacer porque algunos núcleos sobresaldrán en el otro material. A nivel atómico, esta pregunta no tiene mucho sentido.

Así que el resumen es:

• Macroscópicamente: La distancia es cero

• Molecularmente: La medida es difícil de definir, pero las fuerzas de Van der Waals, etc. incluyen la fusión parcial o total de las nubes de electrones moleculares. Esto me inclinaría a decir cero de nuevo.

• Nuclear: Existe una distancia entre dos átomos que se "tocan" cuando se mide desde el núcleo, pero en el caso de objetos como las manos, las tazas de café y las mesas, es difícil especular sobre la distancia entre superficies. Los átomos de un objeto sobresalen de la superficie media del otro objeto. La soldadura en frío, las fuerzas intermoleculares y la inclusión de diferentes elementos también hacen difícil determinar a este nivel dónde acaba un objeto y empieza el siguiente y cuál es la distancia media entre los núcleos de las superficies exteriores de ambos objetos.

Dicho todo esto, la única respuesta que se me ocurre y que tiene sentido es que la distancia entre objetos neutros que se tocan es cero.