Camminare attraverso un muro

Forse se i fantasmi esistessero allora potrebbero, ma per un essere umano credo sarebbe davvero difficile camminare attraverso un muro.
Potreste pensare: la materia è fatta di atomi e gli atomi hanno un nucleo e degli elettroni che girano attorno al nucleo e dunque vi è dello spazio tra il nucleo e gli elettroni, cioè gli atomi non riempiono completamente lo spazio e ci sono dunque degli spazi vuoti. Perciò, può una piccolissima parte del mio corpo attraversare un muro? Ottima domanda.
La risposta è no.
Esiste una spiegazione fisica? Certamente.
Per capirla dobbiamo avere a che fare con il principio di esclusione di Pauli per il quale il fisico austriaco Wolfgang Pauli vinse il premio Nobel per la fisica nel 1945.

Wolfgang Pauli (Vienna, 25 Aprile 1900 –  Zurigo, 15 Dicembre 1958)

Iniziamo a parlare degli atomi. Essi costituiscono la materia che possiamo osservare (chiamata anche materia barionica). Ora in un atomo si possono trovare protoni, neutroni ed elettroni. Questi tre tipi di particelle hanno una particolare caratteristica riguardante il loro spin. Lo spin è una grandezza quantistica che caratterizza le particelle subatomiche e per un momento possiamo pensare ad esso come ad un numero (ma attenzione, lo spin NON è un numero!).
Possiamo immaginare tutte le particelle come divise in due gruppi: particelle che hanno come spin un numero intero e particelle che hanno come spin un numero semi-intero (una frazione insomma).

Protoni, neutroni ed elettroni hanno spin semi-intero. A causa di ciò per queste particelle vale il principio di Pauli. Questo principio afferma che due particelle con spin semi-intero non possono occupare lo stesso stato quantistico simultaneamente.

Ora, come ultima informazione dobbiamo sapere che, in condizioni standard, tutte le particelle tendono ad occupare i minimi livelli energetici disponibili.

Dunque vediamo cosa accade in un muro. Esso è pieno di elettroni, cioè particelle con spin semi-intero, e dunque, come già detto, vale il principio di Pauli.
Chiaramente supponiamo che gli elettroni che si trovano nel nostro corpo e nel muro occupano i minimi livelli energetici (perché mai dovrebbero, senza una particolare ragione, occupare stati con alta energia?). Dunque, quando il nostro corpo entra in contatto con il muro non abbiamo nessuna unione tra i nostri elettroni e quelli del muro. Infatti il principio di Pauli non permette agli elettroni del muro di essere rimpiazzati da quelli del nostro corpo. Questo perché tutti i livelli di minima energia sono occupati e siccome le particelle tendono ad occupare i livelli con energia minima, ogni particella resta a casa propria.

Insomma, se non potete attraversare un muro è solo colpa della meccanica quantistica!

(Se avete voglia di approfondire ulteriormente potete anche leggere qualcosa leggermente di più tecnico: http://www.mineman.eu/2006/5a/elettrone/elettrone8.htm)

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