Tieteelliset ja teknologiset uutiset
Atomit, nämä pienet aineen rakennuspalikat, ovat näkymättömiä paljaalle silmälle, mutta niiden vuorovaikutus muovaa todellisuuttamme. Kuitenkin käsite "kosketuksesta" niiden välillä on paljon monimutkaisempaa kuin miltä se vaikuttaa.

Toisin kuin makroskooppiset esineet, atomeilla ei ole määriteltyä pintaa. Niiden rakenne, joka koostuu ytimestä, jota ympäröi elektronipilvi, tekee tarkan kosketuspisteen määrittämisestä vaikeaa. Christopher Baird, fyysikko Texas A&M -yliopistossa, toteaa, että atominen "kosketus" tulisi ennemmin nähdä vuorovaikutuksena, joka aiheuttaa fysikaalisia tai kemiallisia vaikutuksia.


Elektronit, jotka liikkuvat jatkuvasti ytimen ympärillä, luovat epäselvän alueen, jossa atomit voivat päällekkäin. Juuri tämä päällekkäisyys mahdollistaa kemiallisten sidosten muodostumisen, joka on olennainen ilmiö aineen koossapysymiselle. Näin ollen atominen "kosketus" on enemmän vuorovaikutuskysymys kuin fyysinen läheisyys.

Näissä vuorovaikutuksissa vaikuttavat voimat ovat moninaiset: sähkömagneettisuus, gravitaatio... Kiinteissä ja nesteissä atomit sitoutuvat kemiallisesti, kun taas kaasuissa ne törmäävät satunnaisesti. Nämä erilaiset mekanismit havainnollistavat atomitason kontaktien monimuotoisuutta.

Äärimmäisissä olosuhteissa, kuten CERNin Suuressa Hadronikolliderissa (LHC) luoduissa, atomitörmäykset voivat jopa synnyttää uusia alkeishiukkasia. Nämä kokeet jäljittelevät ilmiöitä, jotka tapahtuivat pian suuren räjähdyksen jälkeen, tarjoten vilauksen universumin alkuperästä.

Lopuksi, vaikka atomit eivät "kosketa" toisiaan perinteisessä merkityksessä, niiden vuorovaikutukset ovat kaiken ympärillämme olevan perusta. Ilman näitä näkymättömiä kontakteja aine ei voisi ylläpitää rakennettaan, eikä kemialliset reaktiot, värähtelyt tai edes lämpö voisi olemassa.

Mikä on kvanttimekaniikka?

Kvanttimekaniikka on perustavanlaatuinen teoria, joka kuvaa hiukkasten käyttäytymistä atomitasolla ja alkeishiukkastasolla. Se eroaa radikaalisti klassisesta fysiikasta, koska se tuo esiin käsitteitä kuten aallon-hiukkasdualismi ja epävarmuusperiaate. Nämä löydöt ovat mullistaneet ymmärryksemme aineesta ja energiasta.

Yksi kvanttimekaniikan keskeisistä piirteistä on superposition käsite. Hiukkanen voi olla useassa tilassa samanaikaisesti, kunnes mittaus tehdään. Tätä ilmiötä havainnollistaa kuuluisa ajatuskokeilu Schrödingerin kissasta, joka osoittaa tämän teorian intuitiivisesti vastakkaisen luonteen.

Toinen perustavanlaatuinen periaate on kvanttikietoutuminen, jossa kaksi hiukkasta voi liittyä toisiinsa siten, että toisen tila vaikuttaa välittömästi toiseen, jopa suurilla etäisyyksillä. Albert Einstein kutsui tätä ilmiötä "kaukaisen kummituksen toiminnaksi", mutta se on vahvistettu monilla kokeilla.

Kvanttimekaniikalla on käytännön sovelluksia aloilla kuten kvanttilaskenta, kryptografia ja edistyneet materiaalit. Se jatkaa syvällisten kysymysten esittämistä todellisuuden luonteesta, pakottaen tutkijat miettimään fysiikan perusperiaatteita uudelleen.