¿Es posible que el mismo tipo de átomos sean ligeramente diferentes?

Los átomos del mismo isótopo están formados por el mismo número de protones, neuronas y electrones. Esas partículas son idénticas entre sí. Por ejemplo, el núcleo da lugar a un potencial electrostático que determina los estados de energía permitidos de los electrones. Son los mismos para cualquier átomo del isótopo dado. Por lo tanto, tales átomos son idénticos.

Cambiar el número de neutrones en los elementos más ligeros puede tener algún efecto, pero se extingue rápidamente con un número creciente de protones. En química orgánica existe el concepto de efecto de isótopo cinético. La velocidad de una reacción se puede medir en el caso de que haya átomos de hidrógeno y, adicionalmente, en su análogo deuterado. La diferencia en los valores se puede utilizar para sacar conclusiones sobre el mecanismo de reacción. Pero aún así, todos los átomos de deuterio se comportan de manera idéntica.

Y como mencionaste los electrones, las partículas elementales se llaman así por ser idénticas. Son estructuras y poseen propiedades particulares como masa y carga. Si asumimos que dos electrones son diferentes, significaría que hay algo que difiere entre ellos (obviamente). Podrías imaginar esto como si hubiéramos elegido un electrón y le hubiéramos colocado una etiqueta roja. Luego elegimos otro y adjuntamos una etiqueta amarilla. Sin embargo, ahora la partícula ya no es elemental: tiene una estructura interna, por así decirlo. Es un sistema de una partícula y una etiqueta: dos unidades separables.

No. Mientras sea el mismo isótopo, debe ser idéntico. La razón es que las partículas elementales (electrones, quarks) son idénticas porque son cuantos del mismo campo. Y en un objeto tan simple, como un átomo, su disposición también es idéntica, porque está determinada por sus recuentos.

La razón por la que los objetos de la vida real nunca son idénticos es que consisten en una gran cantidad de átomos y no se puede hacer que dos objetos macroscópicos tengan exactamente los mismos recuentos de los mismos átomos, dispuestos de la misma manera. Pero los átomos son pequeños y simples: agregue un protón y un electrón, y obtendrá un átomo de un elemento diferente. Agregue o elimine un neutrón, y obtendrá un isótopo diferente, que se comporta de manera muy similar químicamente, pero puede distinguirse por medios físicos. No puede agregar una fracción de un electrón o una fracción de un neutrón a un átomo, por lo tanto, no puede hacerlo “ligeramente diferente”.

¡Los átomos no están hechos de masilla tonta!
Debes haber tenido esa visión en tu cerebro de diferentes tamaños de bolas, pero no es así como funciona. Usted piensa que proviene de un mundo analógico donde puede decidir cuánta masa se agrega para formar una partícula. Cuando se trata de componentes básicos muy elementales, no hay un continuo, todo se mueve en quantas o niveles discretos de energía.
La única forma en que puede tener átomos ligeramente diferentes es en sus niveles de excitación. Un electrón en el estado excitado será ligeramente diferente que el átomo en el estado basal. Sin embargo, a menos que este átomo participe en una reacción, probablemente emitirá un fotón correspondiente a la diferencia en los niveles de energía.

No. Son exactamente lo mismo.

Hay un truco genial para demostrar que lo son. Lanza dos monedas. Las probabilidades de que esas monedas sean HT son 1/2, ya que tiene cuatro posibilidades TT, HT, TH, HH.

Ahora suponga que esas dos monedas son * exactamente iguales *. En ese caso tienes tres posibilidades. TT, HT, HH. Como las monedas son exactamente iguales, TH y HT no son diferentes entre sí.

Ejecutas el experimento con átomos reales y descubres que tienes probabilidades extrañas. Cosas como láseres y superconductores provienen de este tipo de cosas.

Todavía no hay respuestas, así que me meteré con mi ignorante tonto.

Mi comprensión limitada es que la misma palabra “cuántico” implica un escenario digital en lugar de un escenario analógico. Esto significaría que si algo cambiara sus valores en una cantidad cuántica, se convertiría en otra cosa.