Todos los átomos tienen un núcleo compuesto de protones, y aparte de 1H, neutrones, y para la neutralidad eléctrica, un número igual de electrones en el espacio alrededor del núcleo. De hecho, la principal contribución al volumen de un átomo es el espacio. Esto se debe a que el movimiento de los electrones debe seguir la ecuación de Schrödinger en la que cada uno de los dos grados de libertad asociados con el movimiento en un campo central genera la mitad de un cuanto de acción por ciclo. Como la acción solo cambia en cuantos y en un determinado grado de libertad, el electrón 1 no puede caer en el núcleo.
Teóricamente, uno podría construir átomos con núcleos basados en diferentes quarks, como incluir un quark extraño, pero dichos núcleos no son estables, por lo que no cuentan como átomos. Del mismo modo, podría reemplazar un electrón con un muón, pero no por mucho tiempo.
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