Pourquoi nos doigts ne peuvent-ils pas se déplacer dans l'espace vide des atomes ? Et pourquoi n'y a-t-il aucune lumière qui brille à travers ces trous ?
Le chimiste John Dalton a proposé la théorie selon laquelle toute matière et tout objet sont constitués de particules appelées atomes. Après presque deux siècles, cette théorie est toujours acceptée dans la science. Chaque atome est constitué d'un très petit noyau et d'électrons encore plus petits, qui se déplacent à distance autour du centre.
Si vous imaginez une table un million de fois plus grande, les atomes qui composent la table ont la taille de melons. Mais le noyau au centre des atomes et des électrons serait encore bien trop petit pour être vu à l'œil nu. Alors pourquoi nos doigts ne peuvent-ils pas se déplacer dans cet espace vide en atomes ? Et pourquoi n'y a-t-il aucune lumière qui brille à travers ces trous ?
Pour obtenir une réponse, nous devons regarder les électrons. Malheureusement, une grande partie de ce que nous apprenons à l'école est simplifiée. Les électrons ne tournent pas autour du centre d'un atome comme le font les planètes autour du soleil. Au lieu de cela, les électrons ressemblent davantage à un essaim d'abeilles ou d'oiseaux :leurs mouvements individuels sont trop rapides pour être suivis, mais vous pouvez voir comment l'ensemble de l'essaim se déplace.
En fait, les électrons dansent. Il n'y a pas de meilleur mot pour cela. Mais ils ne font pas de mouvements aléatoires. Comparez-le à la danse de salon, où vous vous déplacez selon des schémas fixes. Les électrons suivent des étapes qui peuvent être enregistrées avec une équation mathématique nommée d'après Erwin Schrödinger.
Les schémas de danse des électrons peuvent être différents :certains sont lents et doux, comme une valse, tandis que d'autres sont rapides et énergiques, comme le Charleston. Un électron adhère au même motif, mais peut parfois changer de motif, tant qu'aucun autre électron ne suit tout ce motif. Deux électrons dans un atome ne peuvent pas faire les mêmes pas :cette règle s'appelle le principe d'exclusion.
Les électrons ont besoin d'énergie pour commencer à suivre un schéma plus rapide. Et si un électron suit un schéma plus lent, il perd de l'énergie. Ainsi, lorsque l'énergie sous forme de lumière brille sur un électron, l'électron absorbe cette énergie lumineuse et commence à danser selon un schéma plus rapide. Un faisceau de lumière ne peut pas briller à travers une table car les électrons des atomes extraient l'énergie de la lumière. Très peu de temps après, les électrons perdent cette énergie absorbée, peut-être sous forme de lumière. Les changements dans les modèles de lumière absorbée et réfléchie créent des reflets et des couleurs, donnant à la table une apparence solide à nos yeux.
Alors pourquoi une table semble-t-elle solide ? De nombreux sites Web disent que c'est parce que les électrons ont une charge négative et que deux particules chargées négativement se repoussent. Cependant, ce n'est pas vrai, et cela montre également qu'il ne faut pas faire confiance à tout sur Internet. La table semble solide à cause des électrons dansants.
Lorsque vous touchez la table, les électrons des atomes de vos doigts se rapprochent des électrons des atomes de la table. Si les électrons d'un atome se rapprochent suffisamment du noyau d'un autre atome, leurs schémas de danse peuvent changer. C'est parce qu'un électron avec une faible charge ne peut pas suivre le même schéma autour d'un noyau d'un autre atome. Cet atome a son propre électron qui suit le même schéma. Le nouvel électron doit donc suivre un schéma qui n'a pas encore été pris, qui est plus énergétique. Cela nécessite de l'énergie, qui cette fois n'est pas formée par la lumière, mais par la puissance de votre doigt.
Rapprocher deux atomes l'un de l'autre nécessite donc de l'énergie car tous leurs électrons doivent acquérir un état d'énergie supérieur inoccupé. Rassembler tous les atomes de la table et des doigts nécessite une quantité incroyable d'énergie, plus que vos muscles ne peuvent en rassembler. Vous ressentez cela comme une résistance contre votre doigt. C'est pourquoi une table semble solide lorsque vous la touchez.
Traduction :Annelies Dotselaere
