¿Está la materia formada por átomos todavía una suposición (no un hecho establecido)?

Es lo más cercano a “establecido” como se puede esperar de una teoría. Se ha mantenido durante más de cien años e incluso tenemos “imágenes” de estos átomos. La verdadera pregunta es, de qué están hechos los átomos. Desafortunadamente, la mayoría de las personas piensan que están hechas de partículas llamadas electrones y nucleones. Digo “desafortunadamente” porque la imagen de partículas te mete en muchos problemas, mientras que la imagen de campo, que casi nunca se menciona, tiene mucho sentido. Esto es lo que dije al respecto en el Capítulo 1 de mi libro. Lea el capítulo completo, que puede ver gratis en quantum-field-theory.net.

“Ahora, si estás pensando que la física = difícil, difícil, imposible , no te desanimes. No es fácil cambiar nuestra imagen intuitiva de la materia de algo que existe en el espacio a una propiedad abstracta del espacio. Sin embargo, verá que la Teoría de campos cuánticos no tiene nada de paradójico o inconsistente, simplemente es diferente de lo que está acostumbrado. Incluso puede encontrar (como yo) que la imagen de campo de la naturaleza es más satisfactoria filosóficamente que la partícula. Además de esto, el QFT se basa en las matemáticas que son las ecuaciones más hermosas que he visto o podría imaginar. * Si leerá con anticipación, como dijo una vez Einstein, “una buena cantidad de paciencia y fuerza de voluntad”, lograr una comprensión básica de la única teoría coherente, no paradójica, de qué está hecho el mundo: los campos cuánticos “.

* Las matemáticas se omiten de mi libro, que está escrito para una audiencia laica.

Ahora está bien establecido: habitualmente percibimos y manipulamos átomos individuales. El punto de inflexión fue probablemente el artículo de Einstein de 1905 sobre el movimiento browniano, que por primera vez hizo posible estimar el tamaño de los átomos. Argumentos anteriores de la teoría cinética de los gases y la estequiometría en química sugirieron fuertemente que los átomos estaban involucrados, pero dejaron casi completamente abierto el tamaño de los mismos.

“Átomo” es un término conveniente para definir las partículas coherentes más pequeñas que se unen para formar la estructura de un elemento.

El modelo teórico de un átomo es un núcleo de protones y neutrones rodeado por uno o más electrones en órbitas relativamente distantes con un “espacio vacío” en el medio. La evidencia experimental basada en mediciones de campos eléctricos parece apoyar este modelo.

Sin embargo, surge la pregunta de si las partículas constituyentes de un átomo son análogas a los rodamientos de bolas o (en la teoría cuántica de campos) ondas de energía cuya ubicación y velocidad solo pueden predecirse a un nivel de probabilidad.

Aunque se ha señalado que tenemos imágenes de átomos (y moléculas), a mi entender, es un tanto engañoso afirmar que tenemos “imágenes” de átomos. Esto implica que lo que se representa como una imagen de un átomo es conceptualmente lo mismo que una fotografía de un objeto macroscópico que no es porque la luz no puede reflejarse en un átomo.

A mi entender, el proceso de creación de imágenes de una partícula cuántica depende de la medición de los campos eléctricos y de hacer suposiciones de que una fluctuación dada es representativa de una partícula sólida. En este sentido, podría decirse que es una conclusión inevitable que la “imagen” reconstruida de un átomo coincidirá con el modelo teórico.

Teniendo en cuenta las propiedades en forma de onda de los átomos, podríamos potencialmente reconstruir una imagen muy diferente de un átomo que sería representativa de un campo cuántico en una conclusión igualmente perdida.

Se podría concluir entonces que, basándose en las mediciones de los campos eléctricos y la química, el modelo de la materia que consiste en átomos probablemente se corrija con la advertencia de que la materia en la que se componen las partículas elementales puede ser sólida o similar a una onda o ambas cosas.

No, ha sido un hecho establecido por más de un siglo. Muchas personas señalan que el documento de 1905 de Albert Einstein sobre el movimiento browniano es la prueba que finalmente convenció a los últimos dudosos.

Pero todos, menos los científicos más antiguos y obstinados, habían reconocido este hecho esencial sobre el universo mucho antes.

Mi definición de un supuesto es una sugerencia que no se ha probado razonablemente. Se ha comprobado razonablemente que los átomos existen y pueden considerarse como un hecho establecido.