粒子と粒子の反発力

質問

疑問があって質問します。
日常の感覚では物に触れるという感覚はそれなりに体験できるので触れている（くっついている）という意識なのですが、量子力学の世界ではいろんな常識の差に驚かされてとても興味があります。
そこで量子力学的にはこの物が触れる（粒子と粒子が接近した）時には電磁力の反発力が働くので厳密には触れずに離れていると聞いたことがありますが、実際にはミクロの世界ではそういう表現で正しいのでしょうか？

回答No.2

sekisei · ベストアンサー

こんばんは。

縮退圧の影響が大きく現れるのは極めて高い圧力で押し縮められた物体の中です。（中性子星など）

私たちが暮らす日常では電気力が大きいと思います。

でもどっちにしてもyujitさんの予想通りで厳密には触れずに離れていると思います。（ただし日常レベルでは量子力学の効果はほとんどなくて、古典力学レベルの電磁気力の効果がほとんどと思います）

蛇足なのですが（下の内容はあんまり自信ありませんので暇な時読んでください）
触れると言うには明確な表面を持ったもの同士がくっついていないといけませんが、原子レベルの物だと陽子にしろ電子にしろそういう明確な表面というものがないと思います。（不確定性原理などによる）
そういう意味でも触れると言うことは現実には（またはよほどの条件が整わないと）起こらないのかも知れないような気もします。

後半はあくまで参考レベルで読んでください（すいません）

お礼

丁寧に回答いただきありがとうございました。
現実の世界で起きてる現象というのは我々の感覚では捉えることが難しい事がいっぱいある事が改めて確認出来てまた、この分野の不思議に興味を持ちました。
また、疑問があったときには教えてください。

回答No.1

sekisei

こんばんは。

日常での触れる感じは電磁気力による反発が主だと思います。
ただ、このレベルでは量子力学はまだ関係なくて古典力学の範疇ではないかなと思います。

量子力学の効果が現れるのは非常に巨大な力で物と物が接触するときだと思います。
非常に力が高くなると電磁気力以外に縮退圧の寄与が大きくなります。
この縮退圧が量子力学の効果です。
電子やその他の基本粒子は波動的性質も持っていて、それぞれ運動量に見合った波長を持っています。（波長は運動量に反比例）
このとき互いに粒子同士はその波長より短い距離に接近することはできないというイメージが成り立ちます。（排他原理）
もしもさらに近づけようとすると外部からエネルギーを加えて粒子の運動量（エネルギー）を高め波長を短くしないといけません。
大雑把これが縮退圧を生む機構です。（つまりぎゅうぎゅう圧縮するエネルギーが必要）

それに粒子というものも球状のなにかではなく厳密には例えば電子なら電荷とスピンと質量という物理量がある有限の範囲内に存在していると言う状態だと思います。
決して硬い表面があることはないのではないかと個人的には思います。

お礼

回答をありがとうございます。
縮退圧という現象があるのですか？とするとこの排他的原理が常に働いているという事はたとえば指と指をくっつけたつもりでも厳密に言うとその間には空間が生じているということなんですよね・・