В школе нас учили, что строение атома во многом схоже со строением Солнечной системы: роль Солнца выполняет массивное ядро из протонов и нейтронов, а вокруг вращаются крошечные планеты-электроны.
Из-за этого сравнения многие до сих пор считают, что большая часть атома — это пустое на 99% пространство, так как расстояния между планетами Солнечной системы просто огромны, и они «заполнены» космической пустотой.
Однако квантовая теория обнаружила гораздо более странную реальность
У атома действительно есть массивное ядро из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Только вот электроны — это не плотные «планетки», а скорее нечеткие облака, плотность которых варьируется от места к месту.
Такая облачная структура электронов указывает на вероятность того, что они могут находиться в нескольких местах одновременно, а значит рассуждения о преимущественно пустой структуре атомов бессмысленны.
Как такое возможно?
Все дело в принципе неопределенности, который был открыт Вернером Гейзенбергом в 1927 году и стал одним из фундаментальных принципов квантовой механики. Да, мы привыкли, что в нашем макромире (мире больших объектов) существует некая предопределенность и, допустим, человек не может находиться в двух местах одновременно, как и не может спать или бодрствовать одновременно.
Однако мир элементарных частиц устроен иначе и представляет собой гигантскую неопределенность, которую мы не можем преодолеть. Другими словами, в квантовом мире не работает принцип объективной реальности, поэтому там возможно одновременное нахождение в нескольких местах, как и одновременное исполнение противоположных действий.
Читайте также: Может ли атом стать черной дырой?
