Sabías que... Por que non se escapa a auga dun vaso entre os átomos do cristal, que en teoría son ocos?

Imaxe de ’Un neno e o seu átomo’, curtametraxe de animación ’stop motion’ creado a partir de átomos nun microscopio / Nico Casavecchia/IBM Research

Esta pregunta ten un problema porque, na súa formulación, parece que considera que os átomos do cristal están baleiros pero non os da auga. É dicir, fai unha distinción entre os átomos dependendo de se son dunha materia sólida —o cristal— ou líquida —a auga—. E, na realidade, non podemos facer esa distinción: todos os átomos da materia teñen as mesmas características básicas, a pesar de que as diferentes substancias que forman eses átomos teñan propiedades diferentes: a auga como líquido pode deformarse e o cristal como sólido non pode.

Pero dito isto, a cuestión interesante da pregunta é indagar sobre se os átomos están ou non baleiros. E a resposta é que non están exactamente baleiros porque hai unha probabilidade de presenza dun ou varios electróns en torno ao núcleo de cada átomo. E eses electróns crean un campo electromagnético cuántico. Este campo electromagnético é o responsable das repulsións ou atraccións entre os átomos, o que quere dicir que existen barreiras entre eles, tamén entre os da auga, porque hainas en todos os tipos de materia. Para responder a por que a auga non se escapa do vaso que a contén, teño que referirme a eses electróns dos átomos e as repulsións e atraccións entre eles.

Así que, para empezar, non se pode interpretar como baleiro o estado dos átomos debido á presenza deses electróns que crean campos electromagnéticos cuánticos. Iso fai que se un electrón dun átomo de auga quérese colocar onde están os electróns do cristal do que está feito o vaso, non poida facelo. Trátase da solución de Pauli, ou principio de exclusión de Pauli, que nos di que hai un número fixado de electróns en cada estado enerxético, non podes ter todos os electróns que queiras onde ti queiras.

Desde o punto de vista da física clásica, temos esa repulsión e atracción. Xa sabemos que as partículas coa mesma carga repélense e as de distinta carga atráense. Como os electróns teñen todos carga negativa, repélense; pero atráense cara ás partículas de carga positiva. A auga pégase ao cristal pero tamén está cohesionada entre ela, e iso débese a esas repulsións e atraccións. Ocorre como durante a adolescencia, cando as mozas e mozos teñen apego pola súa casa e a súa familia pero tamén empezan a ter apego polo exterior e os grupos de amigos.

Pero ademais, temos que ter a mirada cuántica, a física que funciona cos sistemas microscópicos, que nos di que non podes ter dous electróns no mesmo estado. Entón, se o átomo de cristal xa ten as súas posicións completas para os seus electróns, aí non pode entrar un átomo de auga e iso impide que os átomos de auga atravesen o cristal. 

FONTE: Ruth Lazkoz/elpais.com/ciencia