El espacio vacío entre la nube atómica de un átomo y su núcleo es solo eso: espacio vacío o vacío. Esa es la respuesta simple, pero hay algunas sutilezas:
1) Las partículas subatómicas como los electrones, protones y neutrones deben tratarse como objetos cuánticos. Por lo tanto, tienen una función de onda que puede * considerarse * como la “propagación” en la ubicación de la partícula. Los electrones se “dispersan” bastante en sus órbitas sobre el núcleo. De hecho, las funciones de onda para los electrones en los orbitales s alrededor de un núcleo en realidad se extienden hasta el núcleo mismo. En este sentido, entonces, el espacio entre los electrones y el núcleo no está realmente ‘vacío’.
2) Los electrones y los protones / neutrones interactúan constantemente, ya sea electromagnéticamente o a través de la fuerza débil. En la teoría del campo cuántico, diríamos que estas partículas intercambian constantemente fotones (en el caso del electromagnetismo) o bosones de gran calibre (en el caso de la fuerza débil). Por lo tanto, podría decir que el espacio “ vacío ” entre los electrones y el núcleo está “ lleno ” con estas fuerzas portadoras de cuantos.
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A pesar de estas dos sutilezas de la mecánica cuántica, todavía es correcto decir que el espacio entre los electrones y el núcleo en los átomos es realmente un espacio vacío. En cuanto a la materia oscura, si solo estuviera dentro del átomo, ¡tal vez ya la habríamos descubierto! A pesar del misterioso nombre de “materia oscura”, en realidad sabemos mucho acerca de lo que las partículas que podrían formar materia oscura pueden y no pueden ser. Una cosa que sabemos es que no es probable que interactúe fuertemente con protones, neutrones y electrones. Eso significa que no es probable que se encuentre en los átomos, y si existe alguna materia oscura en nuestro planeta, tendría que estar en el núcleo del planeta donde ha sido arrastrada por la fuerza de la gravedad. No hace falta decir que eso hace que buscarlo sea bastante difícil.
Respondido por: Brent Nelson, MA Physics, Ph.D. Estudiante, UC Berkeley
