Imagen: Órdenes de magnitud atómica.
En el mundo de lo infinitamente pequeño, los orbitales del electrón pueden tomar diferentes formas características dependiendo de la naturaleza del átomo. Por ejemplo, los orbitales del hidrógeno tienen forma esférica, los orbitales del oxígeno tienen la forma de dos gotas de agua, los orbitales del hierro tienen la forma de cuatro gotas de agua. Esta forma del orbital atómico define el tamaño del átomo.
Los tamaños característicos de los átomos o las distancias entre los núcleos de las moléculas son del orden de los angstroms (una diezmillonésima de milímetro) de acuerdo con los experimentos. Podemos decir que los átomos están separados unos de otros por unos pocos angstroms.
Nuestro universo está lleno de partículas muy pequeñas llamadas átomos. ¡Estos átomos son los componentes básicos de todo lo que vemos a nuestro alrededor, como árboles, animales, edificios e incluso de nosotros mismos!
A una escala tan pequeña, las leyes de la física que los gobiernan son diferentes de las que vemos en nuestra escala, llamada escala macroscópica. A escala atómica, la física se rige por las reglas de la mecánica cuántica, que son muy diferentes de las reglas de la física clásica que usamos para describir el mundo a nuestra escala.
Por ejemplo, en la escala cuántica, las partículas pueden comportarse como ondas y partículas al mismo tiempo, ¡lo que puede parecernos muy extraño! Además, en la escala cuántica, las partículas pueden estar en varios estados diferentes al mismo tiempo, lo que se denomina "superposición".
Pero entonces, ¿por qué no vemos estos fenómenos a nuestra escala? Esto se debe a que estos efectos cuánticos son muy débiles y tienden a cancelarse cuando miramos objetos más grandes. A nuestra escala, los átomos son tan numerosos y están tan estrechamente unidos que los efectos cuánticos son insignificantes. Esto significa que la física clásica, que usamos para describir el mundo en nuestra escala, es suficiente para explicar lo que sucede a nuestro alrededor.
Sin embargo, hay científicos que estudian los efectos cuánticos a nuestra escala. Crearon experimentos para observar efectos cuánticos en objetos más grandes, como moléculas o cristales. Estos experimentos han demostrado que los efectos cuánticos pueden tener consecuencias importantes, incluso a nuestra escala.
En última instancia, nuestra materia no es cuántica a escala macroscópica porque los efectos cuánticos son muy pequeños y tienden a cancelarse a esta escala. Sin embargo, la física cuántica sigue siendo importante para comprender el universo porque gobierna el comportamiento de las partículas en una escala más pequeña e incluso puede impactar nuestro mundo en nuestra escala.
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