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原子内99.9999%都是空的,在这么大的空间里会存在什么东西?

发布于:2020-06-30 来源:网络转载
  我们经常听到人们说99.9999%的原子是空的。真的是这样吗?让我们举一个具体的例子。氢原子是宇宙中最简单的原子。当它处于最低能级(基态)时,它的原子半径最小,约为0.52810^-10米。氢原子核实际上是一个半径约为0.83310^-15米的质子。此外,氢原子内部有一个电子。
  99.9999%的原子是空的。这么大的空间里会有什么?
  经过简单的计算,我们可以得出结论,氢原子的半径大约是其原子核半径的63,385倍。根据这个比率,如果我们把原子核扩大到一个足球大小(足球的半径约为0.11米),那么氢原子就是一个半径为6.972公里的巨大球体,这个球体中的电子与普通玻璃球差不多。
  因此,原子内部的空间大得可笑。我们说99.9999%的原子是空的,这不足以解释原子内部的空虚程度。事实上,我们应该在小数点后加更多的“9”。然后问题来了,在这么大的空间里会存在什么?
  99.9999%的原子是空的。这么大的空间里会有什么?
  根据量子力学的描述,原子中的电子不是以适当的方式围绕原子核运转,而是以“概率波”的形式分布在原子的空间中。它们将按照一定的概率随机出现在原子的空间中。这种电子分布被称为“电子云”,也就是说,原子中的空间并不像我们想象的那样空。
  那么,除了原子核和电子之外,原子内部的空间里还有其他东西吗?答案是肯定的。
  首先是物理学家彼得希格斯在20世纪60年代提出的“场”理论,该理论指出“场”在宇宙中无处不在,正是因为“场”的存在,构成宇宙万物的基本粒子才具有质量。
  99.9999%的原子是空的。这么大的空间里会有什么?
  众所周知,当一个物体在水中运动时,水会对这种物质造成一些障碍。希格斯认为,当基本粒子在“场”中运动时,“场”也可能对它造成一些“障碍”,这种“障碍”的程度就是我们所说的“质量”。希格斯指出,并不是所有的基本粒子都会被光子等“阻碍”,所以光子的质量为零,其速度是宇宙中最快的速度,即——光速。应该注意的是,希格斯理论在2013年被欧洲核研究组织(CERN)证实,这意味着“场”是真实的,并且因为“场”在宇宙中无处不在,所以它也必须存在于原子内部的空间中(否则,原子核和电子将根本没有质量)。
  99.9999%的原子是空的。这么大的空间里会有什么?
  除了一直存在的“希格斯field”之外,原子内部还有一些“路人”,首先是光子,它是传递电磁力的基本粒子。因此,如果原子处于电磁场中,原子内部的空间就会有光子。
  还有中微子。因为中微子体积很小(半径约为10-20米),不受强相互作用力、电磁力和重力的影响(注意:中微子质量极低,重力对它们的影响可以忽略),所以大多数中微子可以很容易地穿过原子。
  99.9999%的原子是空的。这么大的空间里会有什么?
  在我们的地球上,中微子主要来自太阳内部的核聚变,太阳每秒钟释放大约1.7个10^38中微子。平均来说,到达地球的中微子密度可以达到每平方米6 10^14(600万亿)。因此,可以说中微子经常出现在地球的原子空间中。此外,当一些较重的原子核衰变时,一些粒子会被释放出来,如粒子或粒子(电子或正电子),它们也会在原子内部的空间中存在一小段时间。
  此外,在原子内部的空间中可能有一种基本粒子——引力子。
  99.9999%的原子是空的。这么大的空间里会有什么?
  宇宙中有四种基本力量。目前,我们已经确定了三种力的传递方式,即强相互作用力由胶子传递,电磁力由光子传递,弱相互作用力由W玻色子和Z玻色子传递。在此基础上,科学家推测重力也是由某些称为引力子的基本粒子传递的。
  众所周知,所有有质量的物质都会产生引力,所以如果科学家的猜想是正确的,那么在原子内部的空间中仍然会有引力子。
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