¿Podemos tocar los átomos? [duplicar]

Esta pregunta es básicamente un derivado de la pregunta de mi amigo: "¿Qué estamos viendo básicamente? ¿Es el átomo o el núcleo?" (Se había referido a la enorme cantidad de espacio vacío dentro de los átomos). Respondí que deben ser las transiciones electrónicas entre diferentes orbitales. Obtiene energía del exterior, luego entra en una órbita interna, pero allí es inestable, por lo que libera energía y vuelve a su órbita original. Si la longitud de onda correspondiente coincide con un color en particular, lo detectamos. (Explicación típica basada en el modelo de Bohr).

Ahora surge otra pregunta que debemos estar tocando (supongamos que si tocamos el teclado), porque la mayor parte del espacio dentro del átomo está vacío. El tamaño del núcleo es casi 100.000 veces menor que el del átomo. Entonces, ¿estamos tocando los átomos o el núcleo? ¿O la disposición reticular de los átomos? ¿Qué pasa con los líquidos entonces?

Otra cosa que sé es que la fricción y otras fuerzas de contacto tienen orígenes electromagnéticos, pero no sé exactamente cómo. ¿Puede alguien por favor explicar?

Relacionado: physics.stackexchange.com/q/23797/2451 y enlaces allí.
No pienses en los átomos como "espacio vacío". Piense en ellos como orbitales de electrones con un diminuto núcleo en el centro. Casi toda la masa de un átomo está contenida en el diminuto núcleo, pero prácticamente todas las demás propiedades físicas de la materia ordinaria se deben a los orbitales de los electrones. Cuando tocas una superficie, la fuerza que sientes se debe enteramente a la interacción de los electrones pertenecientes a los átomos de tu dedo, interactuando con los electrones pertenecientes a los átomos de la superficie; y cuando ves una superficie, son fotones interactuando con electrones.

Respuestas (1)

Cuando se trata de escalas atómicas, la separación tradicional entre lo que se siente y lo que se siente pierde esencialmente su significado, y hasta cierto punto también lo hace la cuestión de qué se siente. Lo que se detecta depende del modo de interacción con la materia, técnicamente no "tocamos" ni "vemos" objetos cuánticos, sino que participamos en procesos en los que ellos también participan. Si el modo de interacción es golpear un átomo con un fotón, entonces un electrón se excita, salta a un nivel de energía más alto y luego cae liberando otro fotón, que es lo que "vemos". Normalmente no los golpeamos nosotros mismos, sino que lo hace la luz del sol, y nuestros ojos detectan los fotones "reflejados".

Pero el átomo de Bohr es sólo una aproximación semiclásica, y también lo es la imagen en la que los átomos y los electrones son "objetos" en el vacío que "golpeamos" con otros "objetos". Ya en plena mecánica cuántica, son nubes distribuidas más concentradas en algunas regiones que en otras que interactúan con otras nubes similares en todo el espacio. Y en la imagen teórica del campo cuántico, la interacción de la luz y la materia es aún más complicada e implica superposiciones que no son ni completamente de luz ni de materia . En cierto modo, la cuestión de "ver" se disuelve.

En cuanto al tacto, lo que sentimos se deriva de la resistencia a la presión, que puede ser un efecto secundario de las fuerzas intermoleculares, no de los átomos o los núcleos, que contrarrestan nuestro intento de separar los átomos. O puede ser la interacción de espín de las nubes de electrones si los átomos se acercan lo suficiente, la descripción semiclásica está dada por el principio de exclusión de Pauli. Cómo se entienden las fuerzas intermoleculares depende nuevamente del nivel de descripción. Clásicamente, son campos que impregnan el espacio, en la teoría cuántica perturbativa de campos son artefactos de intercambio de partículas entre constituyentes de átomos o moléculas, con los que interfiere nuestro tacto, y en la descripción más general no hay separación en un que toca y un tocado, somos partes de un solo sistema interactivo, mayormente localizado en el espacio.