La razón por la que no puedes traspasar paredes, según la ciencia

Parece una obviedad, pues todos parecemos bastante 'sólidos', pero hay una explicación por la que el poder de Kitty Pryde de X-Men no es posible.

La superheroína mutante del universo Marvel, Kitty (ShadowCat) tiene la habilidad de "fase" que le permite volverse intangible (y, por ende, poder atravesar paredes). Pero, ¿por qué no podemos nosotros -el común de los mortales- hacer lo mismo?

 

Nuestro cuerpo, como toda la materia ordinaria del universo en su mayoría, está hecho de átomos de diversa cantidad e índole. Los átomos son, en esencia, un gran espacio vacío, puesto que el 99,9 % de la masa del átomo reside en el interior del núcleo. Entonces, teniendo en cuenta que los electrones sólo contribuyen con un 0,1 %, parecería plausible que siendo esencialmente un espacio vacío, pudiéramos traspasar las paredes. ¿No?

 

Pues el hecho de que el núcleo del átomo sea tan pesado es la clave: Somos lo suficientemente sólidos como para que los elementos en nuestros átomos no puedan pasar a través de los espacios vacíos de otros átomos, y viceversa. Así que la intangibilidad de Shadowcat va a tener que seguir formando parte de la ficción.

 

Todo tiene que ver con los electrones que orbitan el núcleo de un átomo. Los dibujos de los átomos muestran electrones que 'zumban' alrededor de un núcleo en un bonito patrón ordenado, pero ese no es el caso en absoluto: en cierto modo pululan a su alrededor en algo que se parece más a una agrupación de nubes.


Para pasar a través de otro átomo -y lograr atravesar objetos-, los electrones del primer átomo tendrían que existir, aunque sea brevemente, en el mismo espacio atómico que los electrones del segundo átomo. Y, en pocas palabras, esto es imposible.

 

Tal y como formuló por primera vez por el físico austríaco Wolfgang Pauli en 1925, no puede haber dos fermiones en el mismo estado cuántico dentro del mismo sistema cuántico. Es decir, no puede haber dos electrones ocupando el mismo espacio haciendo el mismo trabajo. Ocurre como la mítica película “Los Inmortales”, solo puede quedar uno. Es lo que conocemos como Principio de exclusión de Pauli y se aplica a todos los fermiones. También significa que los átomos son bastante efectivos para evitar que otros átomos entren en su espacio.

 

Esto es lo que hace que los objetos sólidos sean sólidos y evita que pasen el uno al otro.

 

¿Significa eso que nunca se podrán tocar? Digamos que es complicado.

En mecánica cuántica esto a veces se explica como una fuerza de repulsión entre los dos fermiones, y la interpretación popular de la ciencia es que esto evita que los átomos toquen otros átomos. Pero la forma en que se usa
la palabra "fuerza" para describir estas interacciones no se traduce en la forma en que se usa la palabra en el mundo en general.

De acuerdo con una investigación publicada en 2003 en la revista
American Journal of Physics (publicado en su totalidad en arXiv), la palabra "fuerza" es una pobre analogía que tiene el potencial de ser malinterpretada por todos nosotros pero, por el momento, no tenemos una mejor.

 

Fuerzas de van der Waals



Según Philip Moriarty, profesor de física en la Universidad de Nottingham (Inglaterra)
el "contacto" existe a nivel atómico: es el punto en el que la atractiva fuerza de Van der Waals (un tipo de fuerza intermolecular que se crea entre moléculas que hace que puedan generar atracción o repulsión y que permiten que las sustancias tengan diferentes propiedades físicas como el punto de ebullición o la densidad), equilibra el factor de repulsión de Pauli. Pero eso no es necesariamente lo mismo que "tocar".

 

Referencia:Quantum Statistics: Is there an effective fermion repulsion or boson attraction? W. J. Mullin and G. Blaylock https://arxiv.org/pdf/physics/0304067.pdf

 

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Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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