¿Están todas las partículas en órbita?

No

En primer lugar, el concepto de una “órbita” para una partícula elemental está mal definido. A diferencia de los objetos planetarios masivos que giran alrededor de las estrellas, las partículas elementales realmente existen de alguna forma dispersa. Lo único que podemos definir significativamente para las partículas ‘unidas’ entre sí, es la probabilidad de encontrar una, en un punto dado en el espacio. La forma de calcular esta probabilidad a lo largo del tiempo, es realmente lo que define la mecánica cuántica. Decimos que los electrones existen en ‘orbitales’ alrededor del núcleo, a falta de una palabra mejor. Uno realmente no debería visualizarlos como caminos elípticos que las partículas atraviesan alrededor del núcleo de los átomos.

En segundo lugar, no todas las interacciones implican algo como “orbitar”. Las interacciones de partículas realmente involucran otras partículas que se crean, intercambian y destruyen, con la transferencia de energías y momentos. Eso es todo lo que hay que hacer.

Generalmente no. No todo necesita estar en órbita.

La primera ley de Newton establece que un objeto viajará con la misma velocidad en la misma dirección (o permanecerá en reposo) a menos que una fuerza actúe sobre él. Es decir, todo permanecerá en movimiento en línea recta a menos que haya una fuerza externa.

Incluso en el espacio exterior, donde hay objetos masivos que doblan el espacio-tiempo, la luz aún viaja a través del espacio hasta nuestros ojos. Por eso vemos estrellas en el cielo nocturno.

Además, los neutrinos son partículas pequeñas que no interactúan con casi nada. Pasan por el espacio imperturbables. Millones de ellos pasan por nuestros cuerpos cada segundo y ni siquiera nos damos cuenta. Sin embargo, solo algunos de ellos se han confirmado con éxito que provienen del espacio exterior (SN_1987A)

Por lo tanto, los objetos físicos en realidad tienden a viajar en línea recta, en lugar de en órbitas. Las órbitas ocurren cuando las fuerzas actúan perpendicularmente al movimiento (por ejemplo, gravedad, campo magnético, etc.). No todo tipo de interacción necesita una órbita, como se describió anteriormente.

Con las partículas, usualmente usamos la palabra “orbital” en lugar de “órbita” (una “órbita” se usa típicamente para describir un cuerpo grande como un planeta que orbita alrededor de su sol a lo largo de una trayectoria, estando limitado por un tirón gravitacional). Las partículas de escala están más fuertemente unidas a otras partículas por fuerzas de rango mucho más corto, como la carga electromagnética, y realmente no orbitan en una trayectoria alrededor de otra partícula. Piense en una de esas paletas de ping-pong de juguete con la pelota unida por una banda elástica; si mueve la pala, la pelota rebota hasta donde la banda elástica lo permita. Del mismo modo, las partículas que están unidas entre sí por un enlace electromagnético rebotarán en la medida en que ese enlace lo permita. Las fuerzas invisibles del vacío dinámico que los rodea los sacude constantemente. No hay forma de apagar esas fuerzas dinámicas invisibles constantes, por lo que simplemente volvemos a decir que las partículas se ven “difusas”, “dispersas” o tienen una “distribución de probabilidad”, porque no tenemos forma de discernir o analizar La mecánica subyacente de esas fuerzas invisibles que golpean partículas pequeñas, ya que están más allá de la escala de nuestras capacidades de observación. Es por eso que recurrimos a la descripción de los orbitales y el comportamiento cuántico a través de la probabilidad y las estadísticas, que son los descriptores de último recurso.

Los neutrinos nunca orbitan. Tampoco los fotones. Los protones y los electrones forman parte del núcleo. Los electrones a menudo son libres, eso es lo que es una corriente eléctrica.