به گزارش ثریا - اتمها سازندگان اصلی جهان مادی هستند و میدانیم که بیشتر حجمشان را فضای خالی تشکیل میدهد. هستهی بسیار کوچک اتم که حدود صد هزار بار کوچکتر از کل اتم است در مرکز آن قرار دارد و الکترونها در فاصلهی زیادی پیرامون آن توزیع شدهاند. با این حال ما وقتی به دیوار دست میزنیم، سختی و استحکام آن را احساس میکنیم. چرا؟
اگر بیشتر حجم اتمها را فضای خالی شکل میدهد، پس چرا ما نمیتوانیم از دیوار عبور کنیم؟ پاسخ این پرسش در دو اصل بنیادی فیزیک نهفته است: دفع الکترواستاتیکی و اصل طرد پائولی.
در فیزیک کلاسیک، اتم شامل هستهای از پروتونها و نوترونها و الکترونهایی است که به دور آن میچرخند. بار مثبت پروتونها و بار منفی الکترونها موجب میشود اتم در کنار هم پایدار بماند.
اما در مکانیک کوانتومی، الکترونها در مدارهای مشخص و دایرهای حرکت نمیکنند. آنها در قالب یک «ابر احتمالی» دیده میشوند: ناحیهای مهآلود که نشان میدهد احتمال حضور الکترون در کجا بیشتر است. این ابر باعث میشود مرزهای بیرونی اتم بار منفی داشته باشد.
به گفتهی استیون رولستون، فیزیکدان دانشگاه مریلند: «اگر بخواهم از دیوار عبور کنم، اتمهای بدنم اتمهای دیوار را حس میکنند و یکدیگر را دفع میکنند.» این پدیده همان دفع الکترومغناطیسی است؛ درست مانند زمانی که قطبهای مشابه دو آهنربا را به هم نزدیک کنیم و آنها همدیگر را پس بزنند. همین نیرو موجب میشود اتمها روی هم نیفتند و مادهی جامد شکل و سختی خود را حفظ کند.
اصل طرد پائولی
حال اگر اتمها بیش از این به هم نزدیک شوند چه؟ در اینجا اصل طرد پائولی وارد عمل میشود. این اصل میگوید ذراتی به نام فرمیونها (مانند الکترونها) نمیتوانند همزمان در یک حالت انرژی یا یک مکان قرار بگیرند.
به گفتهی رحیم حشمانی، پژوهشگر دکتری فیزیک در دانشگاه ویسکانسین: «وقتی ابرهای الکترونی دو اتم روی هم میافتند، دو الکترون ممکن است در یک فضای مشترک قرار بگیرند، اما طبق اصل پائولی این امر غیرممکن است».
بنابراین ترکیب دفع الکترومغناطیسی و اصل طرد پائولی باعث میشود اتمها نتوانند همدیگر را اشغال کنند. بدون این دو قانون، مادهی جامد اصلاً انسجام نداشت. در مایعات و گازها اتمها آزادی بیشتری دارند، اما باز هم همین قوانین مانع از همپوشانی کامل آنها میشوند.
امکان کوانتومی تقریباً صفر
با وجود این محدودیتها، مکانیک کوانتومی همیشه احتمال کوچکی باقی میگذارد. ذرات مانند توپهای کوچک نیستند، بلکه رفتار موجی هم دارند. وقتی موج مربوط به یک ذره به مانعی مانند دیوار برخورد میکند، بهجای اینکه کاملاً متوقف شود، بهتدریج درون مانع کاهش مییابد. اگر مانع بسیار نازک باشد، بخشی از موج میتواند در آن سوی دیوار ظاهر شود. این پدیده را تونلزنی کوانتومی مینامند.
با این حال، احتمال اینکه یک انسان کامل از این طریق از دیوار عبور کند عملاً صفر است. حشمانی میگوید: «این احتمال چیزی در حدود ۱ در ۱۰ به توان ۱۰ به توان ۳۰ است. هر محاسبهگری آن را معادل صفر نشان میدهد.» رولستون نیز میافزاید: «این احتمال آنقدر ناچیز است که حتی در طول عمر کل جهان هم رخ نخواهد داد».
بنابراین، اگرچه اتمها بیشترشان فضای خالی هستند، نیروهای بنیادین فیزیک مانند دفع الکترومغناطیسی و اصل طرد پائولی، مانع عبور ما از دیوار میشوند. مادهی جامد استحکام خود را مدیون همین قوانین است. و هرچند مکانیک کوانتومی احتمال بسیار بسیار ناچیزی برای چنین عبوری قائل است، این احتمال چنان کوچک است که در عمل میتوان گفت هرگز اتفاق نخواهد افتاد.
منبع : فیزیک کلاسیک
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.