Fyysikot kertoivat, miksi emme voi kulkea seinien läpi

kulkea

Joku on varmasti miettinyt, miksi ihminen ei voi kulkea seinien läpi, vaikka atomit ovat suurimmaksi osaksi tyhjyyttä.

Atomit ovat kaiken rakentamisen rakennuspalikoita maailmassamme, ja ne koostuvat hyvin pienestä ytimestä (100 000 kertaa pienemmästä kuin itse atomi) ja ”elektronipilvestä”.

Kuten kirjoittavat fysiikan asiantuntijat, niiden ”kovuuden” takaavat kaksi fysiikan periaatetta: sähköstatiikka (sähköstaattinen tai coulombin repäisyvoima) ja Paulin periaate.

Atomilla on ydin, joka koostuu protoneista ja neutroneista, sekä elektronit, jotka liikkuvat sen ympärillä. Protonien positiivinen varaus ja elektronien negatiivinen varaus vetävät toisiaan puoleensa ja pitävät atomin koossa.

Kvanttimekaniikassa elektroni ei kuitenkaan liiku tarkasti määritellyllä radalla, vaan muodostaa eräänlaisen pilven. Se on alue, jossa se voi olla. Tätä kutsutaan ”todennäköisyyspilveksi” – ”elektronipilveksi”, kertoi Rahim Hashmani, tohtorikoulutettava Wisconsin-Madisonin yliopistossa.

Pilvi on levossa ja osoittaa, missä elektroni on todennäköisimmin löydettävissä.

Pilvi antaa atomin ulkoiselle ”kuorelle” negatiivisen varauksen, luoden ”seinän” ulkoisen kohteen – ihmisen – atomien kuorelle. ”Jos yritän kulkea seinän läpi, atomit kehossani ‘näkevät’ seinän atomit, ja ne hylkivät toisiaan”, selitti Stephen Rolston, fyysikko Marylandin yliopistosta. Tämä on sähköstaattinen hylkiminen: näin käyttäytyvät eri magneettien samat navat.

Fyysikot kertoivat, miksi emme voi kulkea seinien läpi

Tässä tulee voimaan Paulin periaate. Sen mukaan fermiotiksi kutsutut hiukkaset (joihin myös elektronit kuuluvat) eivät voi olla samassa energiatilassa tai samassa paikassa samanaikaisesti. Toisin sanoen ”elektronipilvet” eivät voi leikata toisiaan eivätkä olla päällekkäin, kuten Paulin periaate osoittaa.

Näin ollen kaksi fyysistä periaatetta estää useita atomeja olemasta samassa paikassa. Tämän ansiosta materia ei hajoa, vaan kiinteä pysyy kiinteänä ja läpäisemättömänä. Kvanttimekaniikka tarjoaa kuitenkin porsaanreiän: mahdollisuus on olemassa, mutta se on jo kvanttitunneloinnin kysymys. Tosin silloin todennäköisyys siirtää ihminen kokonaan seinän läpi on (käytännössä) nolla.