¿Hay importancia para las similitudes de átomos y galaxias (giran, orbitan y están en su mayoría vacías)?

Solo tiene importancia en el sentido de que muestra que a los físicos les gusta reutilizar sus herramientas siempre que sea posible. Las similitudes provienen del hecho de que describimos cosas muy diferentes usando las mismas palabras. Por ejemplo, los electrones realmente no orbitan el núcleo atómico. El núcleo y los electrones realmente no giran en ningún sentido significativo. Hemos aplicado estas palabras a los fenómenos de la mecánica cuántica porque capturan algo útil sobre la situación, pero no toda la verdad.

Para elaborar, pensamos en un electrón como una partícula puntual. No tiene sentido que un punto gire, ¿verdad? Sin embargo, decimos que sí porque tiene una propiedad cuántica que actúa como momento angular. Para todos los efectos, también podríamos llamar a este giro (Spin (física)). Luego descubrimos que en los átomos esta partícula puntual se puede encontrar por todas partes cuando la buscas. Una sugerencia natural es que se está moviendo en algún tipo de órbita, pero eso no es realmente cierto, es solo un modelo que le da una idea razonable de lo que está sucediendo. La verdad es que la posición del electrón se describe mediante una distribución de probabilidad, por lo que tiene una probabilidad finita de encontrarla en cualquier punto particular alrededor del átomo cuando lo busca. Resulta que la distribución de probabilidad le permite encontrar el electrón solo en ‘niveles’ específicos, es decir, distancias desde el núcleo. Una vez más, podría describirlos como “órbitas más distantes”, pero es algo diferente a una órbita clásica. En cuanto a si un átomo está vacío o no, ¿está realmente vacío si está envuelto en electrones? La respuesta es sí si son partículas puntuales infinitamente pequeñas que giran alrededor, pero si son ‘nubes de probabilidad’, entonces no hay camino a través del átomo con una probabilidad distinta de cero de que golpees un electrón. No lo llamaría vacío .

Solía ​​serlo, pero la mecánica cuántica sacudió nuestro mundo.

Hasta el modelo de Bohr, nos gustaba pensar que los átomos se comportan como pequeños sistemas solares. Pero había un problema, ya que los electrones se mueven en una ruta circular en ese modelo. Por lo tanto, se aceleran, esa es la primera ley de Newton. Y Maxwell demostró que las cargas aceleradas irradian energía, por lo tanto, el modelo de Bohr implicaría que el electrón cae en el núcleo, ya que al irradiar energía, pierde esa energía y se acerca más y más al núcleo.

Para resolver este problema, personas como Bohr y Einstein, introdujeron la mecánica cuántica. En esa teoría, el electrón no gira alrededor del núcleo y aunque tiene una propiedad llamada espín, ya que se cree que el electrón es un punto, no gira alrededor de su eje. Simplemente tiene una propiedad llamada spin, porque a principios del siglo pasado, a la gente realmente le gustó la analogía (y para ser honesto, como maestro, es útil).

La mecánica cuántica es un animal extraño, la única analogía es que el átomo está mayormente vacío.

Y tal vez incluso no, ya que la función de probabilidad, nos dice que el electrón podría estar en todas partes en el átomo (incluso dentro del núcleo) al mismo tiempo.

Sí, un animal realmente extraño.


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