Çoğunlukla Boşluklardan Oluşmamıza Rağmen Neden Bir Duvardan Geçemeyiz?

Vücudunuzu oluşturan atomların ve evrendeki diğer bütün cisimlerin çoğunlukla boşluktan oluştuğunu muhtemelen duymuşsunuzdur. Tek parça olarak görünmemize rağmen bu aslında doğrudur. Ne yazık ki (belki de ne yazık ki demek ürkütücü sonuçlar doğurabilir) vücudumuzdaki atomlar, bir diğer atomun içerisinden geçip gidemez. Durumun böyle olmasını isteyebilirdiniz ama bunu söyleyeceğimiz için üzgünüz ki Shadowcat'in nesnelerin içinden geçme gücü sadece X-Men çizgi romanlarında kalmaya devam edecek.

Her şey atom çekirdeğinin etrafında yörünge izleyen elektronlarla ilgilidir. Atom çizimleri elektronların atom çekirdeği etrafında düzenli örüntüde dolandığını göstermektedir ama durum hiç de böyle değildir.

İlk atomun elektronlarının diğer atomun arasından geçebilmesi için ikinci atomun elektronları gibi aynı atom boşluğunda kısa bir süre bulunması gerekirdi. Basitçe izah etmek gerekirse bu imkânsızdır.

1925'te ilk olarak Avusturyalı fizikçi Wolfgang Pauli tarafından formülleştirildiği gibi bir atomun içindeki iki elektron aynı anda aynı durumda ve yapıda bulunamaz. Yani, aynı yerde bulunup aynı görevi gören iki elektronunuz olamaz. Sadece bir tane bulunmalıdır.

Buna Pauli dışarlama ilkesi denir ve bütün fermiyonları ilgilendirir. Bu durum aynı zamanda, bir atomun diğer bir atomun yerini işgal etmesini engellemede oldukça etkili olduğu anlamına da gelmektedir. Bu, katı nesnelerin katı olmasını sağlayan şeydir ve birbirlerinin arasından geçmelerini engeller. Peki bu hiçbir şeye dokunamayacağımız anlamına gelir mi? Şey, o kadar çabuk değil. Bu bazen kuantum mekaniğinde iki fermiyon arasındaki itme kuvveti olarak açıklanır ve popüler bilim yorumu bunun atomların diğer atomların arasından geçip gitmelerini engellediği üzerinedir.

Ama bu etkileşimleri tanımlamak için kullanılan kuvvet sözcüğü bizim kullandığımız kuvvet anlamında değildir.

Amerikan Fizik Dergisi'nin (İng: "American Journal of Physics") 2003 yılında yayımlanan sayısına göre göre (arXiv'da tam sürümü yayımlandı) kuvvet, yeni öğrenciler tarafından yanlış anlaşılma potansiyeline sahip yetersiz bir analojidir (hâlâ daha iyisine sahip değiliz, bazen etkileşim demeyi tercih ediyoruz).

Nottingham Üniversitesi öğretim üyesi fizik profesörü Philip Moriarty'e göre, temas atomik seviyede gerçekleşir. Bu, Van der Waals çekici kuvvetinin Pauli itici kuvvetini dengede tuttuğu noktadır. Ama bu "temas" ile aynı olmak zorunda değildir.

Moriarty bu durumu şu şekilde ifade ediyor:

Normal bir kişinin kuantum seviyesine inmekle ilgili ne düşündüğünü genişletemezsiniz, bu yüzden başka bir tanım bulmak zorundasınız. Anoloji tamamen çöküyor.