Si uno “mira” lo suficientemente cerca, ¿son todos los átomos diferentes?

Hay un número limitado de posibles estados cuánticos diferentes de electrones para cada tipo de átomos, que tienen diferentes momentos angulares, energías y números cuánticos magnéticos. Todos los átomos en el mismo estado son idénticos (si no cuenta sus posiciones y momentos como un todo).

La imagen se vuelve mucho más complicada si uno trata de mirar dentro del núcleo atómico. Entonces uno encontraría muchos más posibles arreglos de protones, neutrones, luego quarks y gluones. Pero mirar distancias tan pequeñas requiere tanta energía que el átomo será inevitablemente destruido (despojado de sus electrones), por lo que ya no será un átomo, solo un núcleo.

Para responder a su pregunta: si uno mira lo suficientemente cerca, uno encontraría que cada átomo pertenece a uno de un número limitado de ‘estados excitados’. Pero si uno mira DEMASIADO cerca, destruirá el objeto de sus estudios.

Si te refieres a átomos del mismo elemento, con el mismo número de protones, neutrones y electrones, entonces la respuesta es no .

A nivel atómico, todos los átomos de la misma identidad son indistinguibles entre sí, y esto se inscribe en el estudio de la mecánica cuántica de partículas idénticas en el llamado ‘operador de intercambio’.

Una forma más intuitiva de entender esto es que a nivel atómico, cada átomo también se comporta como una onda. Entonces, lo que tenemos son solo un montón de ondas juntas y no se sabe qué átomo es cuál.

En caso de que se pregunte, ¿cómo se descubrió la indistinguibilidad de los átomos? Gibbs lo descubrió en el estudio de la entropía en mecánica estadística, donde descubrió que para que la entropía sea aditiva, donde la entropía total de un sistema es la suma total de entropía de cada parte, se debe suponer que los átomos no se pueden distinguir .

Sin embargo, la indistinguibilidad de los átomos solo se comprende completamente mucho tiempo después con el advenimiento de la mecánica cuántica.

No, a menos que los átomos sean elementos diferentes o isótopos diferentes.

Hay un fenómeno cuántico llamado indistinguibilidad. Esencialmente dice que dos electrones son iguales excepto por algunas características como posición, momento y giro. No se pueden distinguir dos electrones por masa, carga u otra característica. De hecho, si uno observa 2 electrones e1 y e2, y los observa más tarde, no hay forma de saber cuál es cuál. Lo mismo es cierto para otros tipos de partículas subatómicas.

Wikipedia tiene un artículo sobre esto (ver aquí), pero su utilidad depende de la cantidad de matemáticas y física que haya aprendido hasta ahora.

nah Están constituidos por las mismas partículas subatómicas y cuánticas. incluso los electrones, los neutrones y los protones están hechos de las mismas partículas solo que la combinación diferente de las mismas partículas fundamentales produce partículas subatómicas diferentes cuya combinación diferente da átomos diferentes cuya combinación diferente da moléculas diferentes cuya combinación diferente nos da todas las cosas que no vemos No lo vemos.

y sí, solo estoy hablando de partículas de materia por aquí, el resto tiene una explicación compleja que no has pedido.

El problema con mirar a una escala tan pequeña es que las partículas no son realmente partículas y tampoco se pueden localizar realmente.

Aparte de eso, no creo que los átomos del mismo tipo sean diferentes o tengan una identidad especial más o menos. Para todos los fines prácticos en nuestro mundo macroscópico, debería poder intercambiarlos sin ningún efecto sorprendente.

Mi respuesta sería no, pero la mayoría de los átomos están organizados de manera diferente. Definitivamente lo son. aleatorio. Algunos eligen ser un poco más grandes que otros. Pero se pueden reorganizar.