۱۵ شهريور ۱۴۰۵ ۱۸:۳۴
چهارشنبه ۰۵ شهريور ۱۴۰۴ - ۰۰:۰۰
کد خبر: ۱۰۰۴۸۷

احتمال عبور انسان از دیوار وجود دارد؟

احتمال عبور انسان از دیوار وجود دارد؟
اتم‌ها سازندگان اصلی جهان مادی هستند و می‌دانیم که بیشتر حجمشان را فضای خالی تشکیل می‌دهد. هسته‌ی بسیار کوچک اتم که حدود صد هزار بار کوچکتر از کل اتم است در مرکز آن قرار دارد و الکترون‌ها در فاصله‌ی زیادی پیرامون آن توزیع شده‌اند. با این حال ما وقتی به دیوار دست می‌زنیم، سختی و استحکام آن را احساس می‌کنیم. چرا؟

 

 اگر بیشتر حجم اتم‌ها را فضای خالی شکل می‌دهد، پس چرا ما نمی‌توانیم از دیوار عبور کنیم؟ پاسخ این پرسش در دو اصل بنیادی فیزیک نهفته است: دفع الکترواستاتیکی و اصل طرد پائولی.

در فیزیک کلاسیک، اتم شامل هسته‌ای از پروتون‌ها و نوترون‌ها و الکترون‌هایی است که به دور آن می‌چرخند. بار مثبت پروتون‌ها و بار منفی الکترون‌ها موجب می‌شود اتم در کنار هم پایدار بماند.

اما در مکانیک کوانتومی، الکترون‌ها در مدارهای مشخص و دایره‌ای حرکت نمی‌کنند. آن‌ها در قالب یک «ابر احتمالی» دیده می‌شوند: ناحیه‌ای مه‌آلود که نشان می‌دهد احتمال حضور الکترون در کجا بیشتر است. این ابر باعث می‌شود مرزهای بیرونی اتم بار منفی داشته باشد.

به گفته‌ی استیون رولستون، فیزیک‌دان دانشگاه مریلند: «اگر بخواهم از دیوار عبور کنم، اتم‌های بدنم اتم‌های دیوار را حس می‌کنند و یکدیگر را دفع می‌کنند.» این پدیده همان دفع الکترومغناطیسی است؛ درست مانند زمانی که قطب‌های مشابه دو آهنربا را به هم نزدیک کنیم و آن‌ها همدیگر را پس بزنند. همین نیرو موجب می‌شود اتم‌ها روی هم نیفتند و ماده‌ی جامد شکل و سختی خود را حفظ کند.

اصل طرد پائولی

حال اگر اتم‌ها بیش از این به هم نزدیک شوند چه؟ در اینجا اصل طرد پائولی وارد عمل می‌شود. این اصل می‌گوید ذراتی به نام فرمیون‌ها (مانند الکترون‌ها) نمی‌توانند هم‌زمان در یک حالت انرژی یا یک مکان قرار بگیرند.

به گفته‌ی رحیم حشمانی، پژوهشگر دکتری فیزیک در دانشگاه ویسکانسین: «وقتی ابرهای الکترونی دو اتم روی هم می‌افتند، دو الکترون ممکن است در یک فضای مشترک قرار بگیرند، اما طبق اصل پائولی این امر غیرممکن است».

بنابراین ترکیب دفع الکترومغناطیسی و اصل طرد پائولی باعث می‌شود اتم‌ها نتوانند همدیگر را اشغال کنند. بدون این دو قانون، ماده‌ی جامد اصلاً انسجام نداشت. در مایعات و گازها اتم‌ها آزادی بیشتری دارند، اما باز هم همین قوانین مانع از همپوشانی کامل آن‌ها می‌شوند.

امکان کوانتومی تقریباً صفر

با وجود این محدودیت‌ها، مکانیک کوانتومی همیشه احتمال کوچکی باقی می‌گذارد. ذرات مانند توپ‌های کوچک نیستند، بلکه رفتار موجی هم دارند. وقتی موج مربوط به یک ذره به مانعی مانند دیوار برخورد می‌کند، به‌جای اینکه کاملاً متوقف شود، به‌تدریج درون مانع کاهش می‌یابد. اگر مانع بسیار نازک باشد، بخشی از موج می‌تواند در آن سوی دیوار ظاهر شود. این پدیده را تونل‌زنی کوانتومی می‌نامند.

با این حال، احتمال اینکه یک انسان کامل از این طریق از دیوار عبور کند عملاً صفر است. حشمانی می‌گوید: «این احتمال چیزی در حدود ۱ در ۱۰ به توان ۱۰ به توان ۳۰ است. هر محاسبه‌گری آن را معادل صفر نشان می‌دهد.» رولستون نیز می‌افزاید: «این احتمال آن‌قدر ناچیز است که حتی در طول عمر کل جهان هم رخ نخواهد داد».

بنابراین، اگرچه اتم‌ها بیشترشان فضای خالی هستند، نیروهای بنیادین فیزیک مانند دفع الکترومغناطیسی و اصل طرد پائولی، مانع عبور ما از دیوار می‌شوند. ماده‌ی جامد استحکام خود را مدیون همین قوانین است. و هرچند مکانیک کوانتومی احتمال بسیار بسیار ناچیزی برای چنین عبوری قائل است، این احتمال چنان کوچک است که در عمل می‌توان گفت هرگز اتفاق نخواهد افتاد.

منبع:فرادید

برچسب ها:
ارسال نظر
captcha
پربازدیدترین ویدیوها
  • تازه‌ها
  • پربازدیدها
تداوم فشار‌های اقتصادی آمریکا بر ایران و چالش‌های تهران در تنگه هرمز
زمستان امسال کمبود گاز ۶۰ درصدی داریم! | ناترازی بنزین تنها با افزایش قیمت حل نمی‌شود | ده سازمان دیگر مثل «سازمان بهینه‌سازی انرژی» ایجاد شود، مسئله بدتر می‌شود که بهتر نمی‌شود! | وزارت نیرو آدرس غلط می‌دهد | ۸۰ درصد چاه‌های گازی کشور، در نیمه دوم عمر خود هستند
شاخص محیط کسب‌وکار رکورد ۸ ساله را شکست | قم، بهترین استان برای کسب و کار
تصویب قطعنامه مجمع عمومی سازمان ملل برای تغییر نقشه‌های جهانی
جنگ نفتکش‌ها میان ایران و آمریکا: این منازعه طولانی به کجا می‌انجامد؟
سلاجقه: امیدواریم مجوز میدان نفتی سهراب برگردد؛ کارشناس محیط زیست پروژه هورالعظیم، صلاحیت و سواد لازم را ندارد
جنگ ایران احتمالاً شش ماه دیگر ادامه خواهد یافت
افزایش سرمایه ۲۲.۵ درصدی «ونوین» ثبت شد
شعب بانک تجارت تا پایان شهریورماه از ساعت ۰۷:۰۰ تا ۱۳:۰۰ به مشتریان خدمت‌رسانی می‌کنند
فراخوان نخستین رویداد هنری بانک دی
۵ ربع‌سکه بهار آزادی به برندگان قرعه‌کشی سان در الکامپ رسید
پشتوانه‌ای برای روزهای پیش‌بینی‌نشده
‌سایپا از مرز تولید روزانه ۶۰۰ خودروی کامل عبور کرد/ آغاز تولید عبور مستقیم هم‌زمان با تکمیل خودروهای ناقص
اتصال حساب‌های وکالتی بانک ملی ایران به «معاملات برخط برق» در بورس انرژی
اوپک‌پلاس سیاست تولید نفت خود را در نشست یکشنبه بدون تغییر نگه می‌دارد
سرنوشت صد‌ها نفر در منطقه مرزی نابودشده چین همچنان نامشخص است
پیام مدیرعامل بانک صادرات ایران به مناسبت هفتاد وپنجمین سالروز تأسیس بانک
مدیرعامل شفادارو مطرح کرد: رشد ۴۱ درصدی تولید و افزایش سهم بازار شفادارو در سال گذشته/ افزایش سهم بازار هلدینگ پس از ۱۴ سال روند کاهشی
جهان توسط قلدران و دیکتاتور‌ها به پرتگاه رانده می‌شود، اما راهی به سوی آینده‌ای روشن‌تر وجود دارد
اولین اقدام مالی بزرگ ترامپ برای انتخابات میان‌دوره‌ای: کمپین تبلیغاتی ۱۰ میلیون دلاری برای سنای تگزاس
نیرو‌های یمنی مدعی بازپس‌گیری منطقه استراتژیک در میان تشدید درگیری‌ها با حوثی‌ها شدند
تبادل آتش میان نیرو‌های آمریکایی و ایرانی در آب‌های اطراف ایران
لاف زنی نتانیاهو درباره بمباران قطر در آستانه انتخابات
انفجار تانک سوخت در غرب ایران دست‌کم ۱۰ کشته بر جای گذاشت
ورود مهاجران کوبایی و افغانستانی اخراج‌شده از آمریکا به گویان در چارچوب سیاست‌های ترامپ
«نبرد هرمز» روز پنجاه و هشتم | گزارش درحال به روز رسانی
رونمایی بانک دی و صندوق توسعه فناوری‌های نوین از سوپر اپلیکیشن «نُوینو» در نمایشگاه اینوتکس
تأمین مالی زنجیره تولید در بانک ملی ایران ۴۰درصد افزایش یافت
اقدام مسئولانه شما در حمایت از تامین دارو، شایسته سپاس است
تدوین پیش‌نویس قطعنامه اعضای آژانس بین‌المللی انرژی اتمی برای ارجاع پرونده هسته‌ای ایران به شورای امنیت
موزه بانک صادرات ایران افتتاح شد
«آیدین» سه میلیون مدل هوش مصنوعی را در دسترس گذاشت
ظهور ایرانی با اعتمادبه‌نفس بیشتر پس از شش ماه جنگ با آمریکا
ضیا نبوی: هم کشتند، هم تصویر نجات دهنده از خودشان ساختند
آمریکا می‌خواهد بن‌بست در تنگه هرمز را مدیریت کند؛ ایران می‌خواهد آن را بشکند
آمریکا موقعیت نفتی خود در ونزوئلا را برای جلوگیری از رقیق‌سازی سهام ساختاردهی کرد
اقدام مسئولانه شما در حمایت از تامین دارو، شایسته سپاس است
فروش اعتباری؛ راهكار فولاد مباركه برای رفع بحران نقدینگی قطعه‌سازان چگونه فولاد مبارکه زنجیره خودرو را سرپا نگه داشت؟
لاف زنی نتانیاهو درباره بمباران قطر در آستانه انتخابات
اقتصادنوین دست پر از الکامپ برگشت
ورود مهاجران کوبایی و افغانستانی اخراج‌شده از آمریکا به گویان در چارچوب سیاست‌های ترامپ
تبادل آتش میان نیرو‌های آمریکایی و ایرانی در آب‌های اطراف ایران
انفجار تانک سوخت در غرب ایران دست‌کم ۱۰ کشته بر جای گذاشت
پیشنهاد سردبیر
زندگی