Атомы — основа всей материи во Вселенной. Но могут ли они соприкоснуться друг с другом? Физики объясняют, что на атомном уровне понятие «соприкосновения» теряет привычный смысл.
Атомы — строительные блоки всей материи во Вселенной, включая людей и привычные предметы. Но могут ли они соприкасаться друг с другом так, как это происходит с обычными объектами? Ответ на этот вопрос гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд.
Что значит «соприкосновение» атомов?
Физик Кристофер Бэрд из Техасского университета A&M объясняет, что в макромире соприкосновение — это когда поверхности двух объектов занимают одно и то же место в пространстве. Однако у атомов нет четко определенных внешних поверхностей, поэтому такой тип контакта теряет смысл на атомном уровне.
Атом состоит из ядра (протоны и нейтроны) и облака электронов, вращающихся вокруг него. Граница атома размыта из-за электронного облака, что усложняет определение точки соприкосновения.
Как взаимодействуют атомы?
Соприкосновение атомов, по словам Бэрда, происходит, когда электронные облака двух атомов пересекаются. Это пересечение вызывает физические или химические эффекты, например, образование химических связей. Процесс запускается взаимодействием сил: электромагнетизма, гравитации и квантовой механики.
Столкновения в ускорителях частиц
Физик Чжицюань Сан из Массачусетского технологического института добавляет, что другая форма соприкосновения возникает в ускорителях частиц, таких как Большой адронный коллайдер. Когда атомы сталкиваются на огромной скорости, их электронные облака пересекаются, а ядра подвергаются упругим или неупругим столкновениям.
— При упругом столкновении ядро атома меняет направление и сохраняет свою структуру.
— При неупругом столкновении ядро распадается на протоны и нейтроны, которые могут образовать новые атомы.
Почему это важно?
Даже если атомы не соприкасаются в привычном смысле, их взаимодействие лежит в основе всей материи. Без «соприкосновения» атомов с образованием химических связей привычные предметы не могли бы сохранять свою форму. Все физические явления — от тепла и звука до химических реакций — происходят благодаря взаимодействию атомов.
Таким образом, реальность, которую мы наблюдаем, существует именно благодаря этому «соприкосновению» на атомном уровне.
