Im Gegensatz zu makroskopischen Objekten haben Atome keine definierte Oberfläche. Ihre Struktur, bestehend aus einem Kern, der von einer Elektronenwolke umgeben ist, macht es schwierig, einen genauen Berührungspunkt zu bestimmen. Laut Christopher Baird, einem Physiker an der West Texas A&M University, sollte das "Berühren" von Atomen eher als eine Interaktion betrachtet werden, die physikalische oder chemische Effekte hervorruft.
Die Elektronen, die sich ständig um den Kern bewegen, erzeugen einen unscharfen Bereich, in dem sich Atome überlappen können. Diese Überlappung ermöglicht die Bildung chemischer Bindungen, ein Phänomen, das für den Zusammenhalt der Materie entscheidend ist. Somit ist das "Berühren" von Atomen eher eine Frage der Interaktion als der physischen Nähe.
Die Kräfte, die bei diesen Interaktionen wirken, sind vielfältig: Elektromagnetismus, Gravitation... In Festkörpern und Flüssigkeiten binden sich Atome chemisch, während sie in Gasen zufällig kollidieren. Diese verschiedenen Mechanismen veranschaulichen die Vielfalt der Kontakte auf atomarer Ebene.
Unter extremen Bedingungen, wie sie im Large Hadron Collider (LHC) des CERN nachgestellt werden, können Atomkollisionen sogar neue subatomare Teilchen hervorbringen. Diese Experimente reproduzieren Phänomene, die kurz nach dem Urknall stattfanden, und bieten einen Einblick in die Ursprünge des Universums.
Letztendlich "berühren" sich Atome zwar nicht im traditionellen Sinne, aber ihre Interaktionen sind die Grundlage von allem, was uns umgibt. Ohne diese unsichtbaren Kontakte könnte Materie ihre Struktur nicht aufrechterhalten, und chemische Reaktionen, Schwingungen oder sogar Wärme würden nicht existieren.
Was ist Quantenmechanik?
Die Quantenmechanik ist eine grundlegende Theorie, die das Verhalten von Teilchen auf atomarer und subatomarer Ebene beschreibt. Sie unterscheidet sich radikal von der klassischen Physik, da sie Konzepte wie die Welle-Teilchen-Dualität und das Unschärfeprinzip einführt. Diese Entdeckungen haben unser Verständnis von Materie und Energie revolutioniert.Ein zentrales Merkmal der Quantenmechanik ist die Vorstellung der Superposition. Ein Teilchen kann in mehreren Zuständen gleichzeitig existieren, bis eine Messung durchgeführt wird. Dieses Phänomen wird durch das berühmte Gedankenexperiment von Schrödingers Katze veranschaulicht, das die kontraintuitive Natur dieser Theorie zeigt.
Ein weiteres grundlegendes Prinzip ist die Quantenverschränkung, bei der zwei Teilchen so miteinander verbunden werden können, dass der Zustand des einen den Zustand des anderen instantan beeinflusst, selbst über große Entfernungen hinweg. Albert Einstein bezeichnete dieses Phänomen als "spukhafte Fernwirkung", aber es wurde durch zahlreiche Experimente bestätigt.
Die Quantenmechanik findet praktische Anwendungen in Bereichen wie Quantencomputing, Kryptographie und fortschrittlichen Materialien. Sie wirft weiterhin tiefgreifende Fragen über die Natur der Realität auf und zwingt Wissenschaftler dazu, die Grundlagen der Physik neu zu überdenken.