Hubble заснял пульсации переменной звезды RS Кормы. Меняющийся блеск звезды создал эффект расходящихся волн в газопылевом облаке вокруг неё.

Космический телескоп NASA и ESA Hubble в течение 5 недель наблюдал за переменной звездой RS Кормы, показывая, как она становится то ярче, то тусклее по мере своей пульсации. Эти пульсации создали потрясающий пример явления, известного как световое эхо, когда свет проходит через мутную среду, окружающую звезду, и, отражаясь от пыли, подсвечивает ее.

Большую часть своей жизни звезда достаточно стабильна и постепенно поглощает топливо, чтобы поддерживать свое яркое свечение.

Тем не менее, как только большая часть водорода, используемого в качества топлива, израсходована, некоторые звезды превращаются в совсем других зверей - пульсирующих звезд. Они становятся нестабильными, расширяясь и сжимаясь за несколько дней или недель и становясь то ярче, то тусклее.

Новый захватывающий снимок Hubble показывает RS Кормы, класс переменной звезды, известный как Цефеиды. Для переменных звезд Цефеиды имеют сравнительно длинные периоды. RS Кормы, например, изменяется в яркости практически в 5 раз приблизительно каждые 40 дней.

RS Кормы необычна, поскольку она окутана туманностью - толстыми, темными облаками газа и пыли. Hubble наблюдал за этой звездой в течение 5 недель в 2010 году, делая снимки на разных этапах ее цикла и давая ученым возможность сделать таймлапс-видео этого эфирного объекта.

Хотите послать свое имя на астероид? NASA и НПО («Планетарное общество») предлагают всем желающим принять участие в OSIRIS-Rex новой миссии проекта американской межпланетной станции, предназначенной для доставки образцов грунта с астероида Бенну.

К сожалению, космическое путешествие – удовольствие доступное пока лишь избранным, зато свое имя послать в космос имеет возможность каждый. Все собранные имена будут выгравированы на микрочипе, который ракета-носитель затем доставит на далекий астероид.

После запуска в 2016 году аппарат будет лететь два года, пока не достигнет глыбы диаметром в полкилометра. После посадки специальная аппаратура соберет 60 граммов вещества с поверхности астероида и отошлет их на Землю.

Капсула с веществом вернется на нашу планету только в 2023 году. Вместе с капсулой вернется и микрочип. Один из двух. Вторая копия навсегда останется на астероиде.

OSIRIS-REx расшифровывается как «Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer», т.е. «Исследователь происхождения спектральной интерпретации, идентификации ресурсов и безопасности реголита».

Новая миссия НАСА, стоимостью в 800 млн долларов, подготовлена при участии университета Аризоны. Ученые надеются при изучении образцов с поверхности астероида получить новую информацию о происхождении Солнечной системы, о строении малых планет, а также лучше оценить опасность при столкновении с ними.

Послать свое имя на Бенну любой желающий может через веб-страничку Планетарного Общества. Воспользовавшись предоставленной возможностью, можно также получить и распечатать специальный сертификат, удостоверяющий, что ваше имя совершит путешествие в дальний космос.

Крайний срок для представления заявок: 30 сентября 2014 года.

Температура в космосе, на орбите Земли равна +4°С

Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удаленности орбиты Земли. И для абсолютно черного тела, т.е. такого, которое полностью поглотит солнечные лучи, ничего не отразив обратно.

Считается, что температура в космосе стремится к абсолютному нулю. Во-первых, это не совсем так, поскольку вся известная Вселенная нагрета до 3 К, реликтовым излучением. Во-вторых, вблизи от звезд температура повышается. А мы обитаем довольно близко к Солнцу. Сильная теплозащита нужна скафандрам и космическим кораблям потому, что они входят в тень Земли, и наше светило уже не может их согревать до указанного +4°С. В тени температура может опускаться до -160° С, например ночью на Луне. Это холодно, но до абсолютного нуля еще далеко.

Вот, для примера, показания бортового термометра спутника TechEdSat, который вращался на низкой околоземной орбите.
На него оказывала влияние еще и земная атмосфера, но в целом график демонстрирует не те ужасные условия, которые принято представлять в космосе.

На Венере местами идет свинцовый снег.

Это, наверно, самый поразительный факт о космосе, который я узнал не так давно. Условия на Венере настолько отличаются от всего, что мы могли бы вообразить, что венериане спокойно могли бы летать в земной ад, чтобы отдохнуть в мягком климате и комфортных условиях. Поэтому, как бы ни казалась фантастической фраза “свинцовый снег”, для Венеры — это реальность.

Благодаря радару американского зонда Magellan вначале 90-х, ученые обнаружили на вершинах венерианских гор некое покрытие, обладающее высокой отражающей способностью в радиодиапазоне. Поначалу предполагалось несколько версий: последствие эрозии, отложение железосодержащих материалов и т.п. Позже, после нескольких экспериментов на Земле, пришли к выводу, что это самый натуральный металлический снег, состоящий из сульфидов висмута и свинца. В газообразном состоянии они выбрасываются в атмосферу планеты во время извержений вулканов. Затем термодинамические условия на высоте 2600 м способствуют конденсации соединений и выпадению на возвышенностях.

В Солнечной системе 13 планет… или больше.

Когда Плутон разжаловали из планет, правилом хорошего тона стало знание, что в Солнечной системе всего восемь планет. Правда, при этом же, ввели новую категорию небесных тел — карликовые планеты. Это “недопланеты”, которые имеют округлую (или близкую к ней) форму, не являются ничьими спутниками, но, при этом не могут очистить собственную орбиту от менее массивных конкурентов. Сегодня считается, что таких планет пять: Церера, Плутон, Ханумеа, Эрида и Макемаке. Ближайшая к нам — Церера. Через год мы узнаем о ней намного больше чем сейчас, благодаря зонду Dawn. Пока знаем только, что она покрыта льдом и с двух точек на поверхности у нее испаряется вода со скоростью 6 литров в секунду. О Плутоне тоже узнаем в следующем году, благодаря станции New Horizons. Вообще, как 2014 год в космонавтике станет годом комет, 2015 год обещает стать годом карликовых планет.

Остальные карликовые планеты находятся за Плутоном, и какие-либо подробности о них мы узнаем не скоро. Буквально на днях нашли еще одного кандидата, правда официально его в список карликовых планет не включили, так же как и его соседку Седну. Но не исключено, что найдут еще, несколько более крупных карликов, поэтому число планет в Солнечной системе еще вырастет.

Телескоп Hubble — не самый мощный.

Благодаря колоссальному объему снимков и впечатляющим открытиям, совершенным телескопом Hubble, у многих существует представление, что этот телескоп обладает самым высоким разрешением и способен увидеть такие детали, которые не увидеть с Земли. Какое-то время так и было: несмотря на то, что на Земле можно собрать большие зеркала на телескопах, существенное искажение в изображения вносит атмосфера. Поэтому даже “скромное” по земным меркам зеркало диаметром 2,4 метра в космосе, позволяет добиться впечатляющих результатов.

Однако, за годы, прошедшие с момента запуска Hubble и земная астрономия не стояла на месте, было отработано несколько технологий, позволяющих, если не полностью избавиться от искажающего действия воздуха, то существенно снизить его воздействие. Сегодня самое впечатляющее разрешение способен дать Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории в Чили. В режиме оптического интерферометра, когда вместе работают четыре основных и четыре вспомогательных телескопа, возможно достичь разрешающей способности превышающей возможности Hubble примерно в пятьдесят раз.

К примеру, если Hubble дает разрешение на Луне около 100 метров на пиксель (привет всем, кто думает, что так можно рассмотреть посадочные аппараты Apollo), то VLT может различить детали до 2 метров. Т.е. в его разрешении американские спускаемые аппараты или наши луноходы выглядели бы как 1-2 пикселя (но смотреть не будут из-за чрезвычайно высокой стоимости рабочего времени).

Пара телескопов обсерватории Keck, в режиме интерферометра, способны превысить разрешение Hubble в десять раз. Даже по отдельности, каждый из десятиметровых телескопов Keck, используя технологию адаптивной оптики, способны превзойти Hubble примено в два раза.

Впрочем Hubble без работы не остается, небо большое, а широта охвата камеры космического телескопа превышает наземные возможности.

Для примера фото Урана

Медведи в России встречаются в 19 раз чаще чем астероиды в Главном астероидном поясе.

Американский научно популярный сайт приводит, а Компьютерра переводит любопытные расчеты, которые показывают, что путешествие в поясе астероидов не так опасно как представлялось Джорджу Лукасу. Если все астероиды крупнее 1 метра расположить на плоскости, равной площади Главного астероидного пояса то получится, что одна каменюка приходится примерно на 3200 квадратных километров. 100 тыс. медведей России должны распределяться по штуке на каждые 170 квадратных километров территории. Разумеется и астероиды и медведи стараются держаться ближе к себеподобным и оскверняют чистую математику своим неравномерным распределением, но ради праздника такими мелочами можно пренебречь.

хабрахабр

1. Итак, начнем с того, что все знают. Окружающий нас мир состоит из
атомов. Понятные повседневному опыту материальные объекты, видимые даже в
микроскоп (правда, электронный). Одно время считалось, что атомы это
мельчайшая неделимая частица. Причем, идею выдвинули аж древние греки, но потом с приходом римлян, а следом и христиан, как-то стало не до вопросов
о составе материи. И только в 1789 году некий Антуан Лавуазье вернулся к крамольным мыслишкам об атомах.
На картинке фотография атомов кремния, сделанная с помощью сверхвысоковакуумного сканирующего туннельного микроскопа

2. Мир был бы прост и замечателен, если бы атом был мельчайшей деталькой всего сущего. Но в 1897 году Томсон все испортил, когда с помощью хитрого опыта открыл электрон, и решил, что атом – это смесь отрицательно и положительно заряженных частиц (как булка с изюмом). Но предположение Томсона долго не прожило, потому что в 1909 году Эрнесту Резерфорду вздумалось пострелять альфа-частицами по тяжелым атомам (а точнее по кусочку тоненькой золотой фольги).
Внезапно некоторые альфа-частицы не проходили сквозь фольгу, а иногда отскакивали от нее. Резерфорд обнаружил, что в центре атома есть что-то такое крупное, что отбивает альфа-частицы.Да, альфа-частицы возникают при радиации и представляют собой два нейтрона и два протона (они же ядро атома гелия). Они являются наиболее безопасным излучением при радиации.

3. Итак, научному миру открылась ужасающая картина. Атом представляет собой ядро, вокруг которого по некоторым орбитам летают электроны.
Давайте осознаем масштабы бедствия. Размер ядра атома таков, что если расстояния в атоме перенести на макрообъекты, то атом, будет, скажем, с
земной шар, а ядро атома – ваш домик в деревне. Представьте, сколько пустоты внутри атома и ужаснитесь
Еще один факт: масса ядра составляет более 99.9% массы атома. То есть
составит всего 14 граммов. Так что, когда художники вот так рисуют атом, то они заблуждаются в
размерах более чем полностью.

4. Как только ученые открыли все эти орбиты и ядра, прогрессивная общественность сразу решила, что атом похож на Вселенную с ее солнечными системами. Мол, ядро это Солнце, а электроны - это планеты, которые вращаются вокруг "солнца". Один японец даже попытался рассчитать, как это должно было бы выглядеть по аналогии с кольцами Сатурна.Но, во-первых, электроны вращались вокруг ядра не из-за гравитационных сил (а вследствие другого вида взаимодействия – электромагнитного). Во-вторых, электроны почему-то не теряли энергию и не падали на ядро. В-третьих, как потом оказалось, электроны вообще и не частицы как таковые (квантовая физика).
В общем, планетарная модель атома провалилась. Но до сих пор, спустя более чем сто лет, находятся отнюдь не домохозяйки, задающие вопрос, а что если атомы это маленькие вселенные?

5. Теперь мы немного расскажем про электрон (хотя о нем можно рассказывать ооочень долго).
На сегодняшний день выясняется, что электрон – неделимая частица. Всё! - разбить его не на что! Поэтому электрон относят к лептонам. Это такой класс неделимых частиц (в него кроме электрона входят еще мюоны и нейтрино, которые не стабильны и живут миллионные доли секунды). Электрон имеет отрицательный заряд, имеет очень маленькую массу по сравнению с атомом, и количество электронов в атоме определяет химические свойства вещества. И да, он ответственен за существование электрического тока.Считалось, что электроны в атоме летают по разным орбитам, удаленным от ядра на разные расстояния.

6. И все было бы прекрасно, если бы в начале XX века некоторые особо упорные физики, которым не нравилась пара несущественных проблем, связанных с классической картиной устройства атома, не решили бы докопаться до сущности этих проблем. И они дооткрывались до того, что все стало еще хуже. Собственно, так появилась квантовая физика.Во-первых, оказалось, что электрон летает строго по определенным траекториям (вернее, по орбиталям, но что это такое мы тут не будем рассказывать). И переходит с одного уровня на другой при помощи телепортации. То есть представьте, летает спутник вокруг нашей планеты на высоте 36 тыс километров. Потом, раз, и он уже на высоте 38 тыс. км без всякого видимого перемещения. Такого в нашем мире быть не может, а в мире квантовых явлений – запросто.

7. Во-вторых, выяснилось, что электрон даже и не частица, а волна. И вообще он не летает вокруг ядра, а находится в каждой точке орбитали одновременно, если за ним не наблюдать. Но как только начинаешь опытным путем выяснять, где он находится, то он внезапно из волны превращается в частицу, типа, вот он я. Если опять проводить грубую аналогию со спутником, то представьте, что вы запустили спутник и никакими расчетами не можете обнаружить, над какой точкой планеты он сейчас летает. Вернее, вы считаете по классическим формулам, но там спутника почему-то нет. А какой-то сумасшедший гений показывает вам формулы и говорит, что на самом деле спутник находится в каждой точке на орбите. Однако только по этим специальным формулам можно рассчитать места, где спутник окажется с наибольшей вероятностью (большего не просите), и пальнуть туда из пушки. Глупость какая-то, скажете вы. В нашем мире – да, а в квантовом – обычное дело.

8. Но мы увлеклись квантовыми парадоксами. Оставим электрон "в покое" и вернемся к материи. У нас еще ядро атома не разобрано.
Если присмотреться к ядру атома пристальнее (этим занимается у нас ядерная физика), то мы увидим, что ядро состоит из двух типов деталек. Протонов и нейтронов. Обе частицы тяжелые, но нейтрон чуть-чуть тяжелее.Протон имеет положительный заряд и вместе с отрицательным зарядом электрона делает атом электрически нейтральным (если же электронов в атоме меньше, чем положено, то атом приобретает заряд и его все называют ионом).Нейтрон не имеет заряда и вне ядра атома живет очень не долго, минут десять, примерно, а потом взрывается, разваливается на протон, электрон и электронное нейтрино. При этом ошибочно считать, что нейтрон состоит из этих частей. Он просто на них разваливается.

9. Вообще, если хорошенечко разогнать протон и столкнуть его с другим протоном, то столкнувшиеся частицы разобьются на кучу разных частиц, которые живут, как правило, миллионные доли секунды, а то и меньше. Причем виды частиц, на которые развалится протон, зависят от энергии столкновения. А осколки в свою очередь через некоторое время еще на что-нибудь развалятся. Всяких разных частиц на сегодняшний день открыто более 350 штук. Названия у них одно непонятнее другого, например: мезоны, пионы, каоны, позитроны,мюоны, тау-лептоны, а также античастицы с таким же названием, но приставкой "анти-" и т.д. Античастицы имеют ту же массу, что и обычные частицы (и тот же спин – не спрашивайте, что это такое), но другие противоположные характеристики, вроде заряда или квантовых чисел).Собственно, в этих ваших коллайдерах занимаются краш-тестами частиц. Разгоняют, те же протоны и сталкивают, а потом смотрят следы, которые оставили осколки. По этим следам (длина пути, траектория следа и т.п.) вычисляют массу открытой частицы, ее заряд и прочие данные.На фото – кусочек коллайдера.

10. Как мы уже сказали, то что протоны и нейтроны разваливаются на кусочки еще на значит, что они из них состоят.Долго время считалось, что протоны и нейтроны это цельные частицы. Но в 70-х годах ученые повторили опыт , чем-то похожий на опыт Резерфорда, но вместо атома были протоны, а вместо альфа-частиц были электроны.И выяснилось, что рассеивание электронов на протонах и нейтронах немного не такое, как ожидалось. Это и еще ряд трудно объяснимых явлений дало повод ученым заявить, что ядерные частицы состоят из чего-то еще.Этому "чему-то еще" дали название "кварки". Поясню еще раз: никто этих кварков не видел, не регистрировал, но косвенные эксперименты, а самое главное, расчеты, показывают, что протоны и нейтроны состоят из кварков Причем каждая частица состоит сразу из трех кварков, которые взаимосвязаны между собой и соответственно существуют только группами. Одиночный кварк, в принципе, не может существовать вне частицы. Из кварков состоят и другие частицы материи (кроме лептонов). Всего ученые открыли (или, можно сказать, навычисляли) 6 видов кварков, соотнесенные к трем поколениям. Хитроумных названий этим кваркам придумать не смогли, поэтому кто-то прикололся и назвал кварки вот так:

11. Так что, все составные частицы в нашем мире это комбинации кварков. Можно спросить, но почему ученые, не видя этих кварков, считают их реальными фундаментальными частицами? Во-первых, если предположить, что кварки существуют, то все многообразие частиц хорошо классифицируется и укладывается в так называемую Стандартную модель.
Во-вторых, на основе кварков можно предсказать, какие частицы еще не открыты. И действительно, ожидаемые частицы рано или поздно находятся,
причем с предсказанными параметрамиВ-третьих, экспериментально удавалось вырвать кварк из протона, но получался не сам кварк, а некий оченьинтересный эффект, предсказанный теорией кварков и названный струей.Причин считать кварки реальными гораздо больше, но они сложноваты для нашего праздного объяснения. Ну,и самый главный аргумент, которым всегда руководствуется наука: на сегодняшний день более удачно объяснить строение материи нечем.На картинке схемы частиц, сложенных из кварков.

12. Ну и наконец, предел физики материи.Стандартная модель все равно имеет множество темных мест, которые не объяснишь тем, что кварки и лептоны это окончательная форма материи, меньше которой ничего нет. Поэтому физики с наиболее развитой фантазией пытаются предугадать еще более мелкие частички материи. Именно что предугадать и математически рассчитать их поведение.На сегодняшний день есть несколько более менее перспективных теорий, которые делят материю дальше.Самая известная – это теория струн (и ее развитие в теории суперструн и М-теории) . Некоторые чудеса материи неплохо объясняются, если представить, что все, что нас окружает на самом микроскопическом уровне представляет собой одномерную струна, которая колеблется в девятимерном пространстве. И частота колебания струны (звук, по нашему) и определяет свойства каждой фундаментальной частицы – кварка или лептона.Доказать наличие струн на сегодняшний день невозможно, да и теоретические расчеты настолько сложны (все-таки девятимерные пространства, включая время), что столько математики осилит не каждый мегамозг. В теории суперструн количество измерений доведено до 11, а в М-теории предполагается, что колеблется не струна, а двухмерная пленочка (брана, как ее называют физики-теоретики).

1. Рассказывать популярно о таком виде материи как поле – занятие практически бестолковое, потому что визуализировать или провести аналогии почти не реально. В нашем повседневном опыте поле нельзя потрогать, да и ощутить можно только косвенно, ничего не поняв при этом. Поэтому физики делают упор на много-много математики.
Тем не менее мы попытаемся немного осветить достижения нынешней науки в этой области ужасными аналогиями и примерами, от которых большинство физиков уйдут в леса и пустыни жить отшельниками. Мы заранее просим у них извинений.Вот что сегодня у нас известно насчет материи. О веществе мы рассказали в первой части.

2. Мы сразу уйдем от слова "поле", потому что это название из классической физики и определяется тем, что объект, оказавшийся в поле, испытывает на себе "неведомые" силы. Мы же будем говорить терминами квантовой физики и вместо слова "поле" или "энергия" назовем эту форму материи "взаимодействием".
На сегодняшний день физики обнаружили четыре вида взаимодействия. Вещественная материя, оказывается, может взаимодействовать между собой другой формой материи. И не только может, а постоянно это делает. Сначала все думали, что взаимодействие это волна. Помните, всякие там электромагнитные поля, электромагнитные волны. Но уже Эйнштейн положил начало другому подходу к природе взаимодействия – он заявил, что мельчайший кусочек (квант) этого вашего поля это тоже частица! Вернее, это одновременно и волна и частица. Как, например, всем известный фотон, про который мы писали ранее.

3. Так как электромагнитное взаимодействие самое понятное и изученное, мы с него и начнем.
Большим достижением классических физиков было объединение магнитного взаимодействия и электрического. Это на самом деле одно и то же взаимодействие, просто оно происходит при разных условиях.Что же такое электромагнетизм? В самом простом случае это сила, которая притягивает две противоположно заряженные частицы, а две частицы с одинаковым зарядом – отталкивает. То есть два электрона отталкиваются, а электрон тянется к протону именно из-за электромагнитного взаимодействия.

4. Но почему они притягиваются или отталкиваются? Дело в том, что между двумя частицами, находящимися на определенном расстоянии друг от друга, происходит обмен другой частицей. И в случае с электромагнитными силами обмен происходит частицей-переносчиком, которая известна под именем фотон.
Как это представить визуально? Лучше всего на наш взгляд это описал Брайан Грин (гуглите, кто это). Мы еще больше упростим его аналогию (в ущерб истине, разумеется).
Представьте, что вы (здоровый мужик) играете в бадминтон с таким же здоровяком. Пол у вас одинаковый (как заряд у двух электронов). Ваш воланчик – это фотон, который вы отбиваете ракетками. Чем ближе вы подбираетесь друг к другу, тем сильнее вы отбиваете воланчик, желая победить соперника, поэтому вам приходиться отступать, чтобы не проиграть партию. Две частицы с одинаковым зарядом, обмениваясь фотоном, расходятся подальше друг от друга, улавливаете?
И наоборот! Если вы все тот же здоровый мужик, но играете в бадминтон с очаровательной дамой (две частицы с противоположными зарядами, электрон и протон), то играя в бадминтон, вы чем ближе друг к другу, тем слабее бьете по волану, мечтая оказаться в интимной обстановке, так сказать.
Вот и весь механизм электромагнитного взаимодействия с точки зрения физики. На картиночке у нас нарисован случай для двух пролетающих мимо электронов, которые "общаются" с помощью фотона.

5. Так что мы сейчас познакомились с еще одной формой материи – фотоном, который ответственен за

электромагнитное поле, излучение и т.п. Фотон это не только свет, но и радиоволны, а также –

смертельное радиоактивное излучение (гамма-излучение). Вся разница в этих настолько разных физических явлениях лишь в длине волны (частоте) фотона. Если длина волны фотона маленькая, то у нас радиоволна, если фотон колеблется чуть энергичнее , то мы его видим в виде света и его цветов.
А если частота волны фотона большая, а значит велика и его энергия, то такой фотончик запросто поджарит нас или как минимум просветит насквозь (рентгеновские лучи это тоже фотоны, ага).

6. Электромагнитное излучение существует не только при обмене частиц фотоном, но так же может выделяться и поглощаться. Фотоны рождаются при распаде массивных частиц (или когда их сталкивают в коллайдерах) или во время ядерных реакций. Обычно говорят, что во время ядерной реакции выделилось некоторое количество энергии.Так вот эта "энергия" и есть фотоны – частицы электромагнитного взаимодействия.
Почему светит Солнце? А все просто: от огромной температуры на Солнце ядра водорода объединяются в ядра гелия. Ядерная реакция сопровождается потерей энергии. Эту энергию в виде солнечного света мы и видим каждый день.

7. Надеемся, что мир стал чуть более понятен. Но на этом чудеса материи не заканчиваются.
Пытливые умы, читающие наши россказни очень внимательно, могут спросить: позвольте, если частицы
с одинаковым зарядом отталкиваются, то почему же положительно заряженные протоны в ядре не разлетаются к чертям, и в мире не наступает конец света?
Этим вопросом задались и ученые. Им нечего не оставалось, как предположить, что в ядрах существуют некие силы, которые удерживают протоны рядом вопреки электромагнитным силам.
И оказались правы. Если частицы состоят из кварков (как протоны и нейтроны), то между ними на очень близком, можно сказать, интимном, расстоянии возникает второй вид фундаментального взаимодействия названный сильным.

8. В ядре атома гелия электрическая сила отталкивания между двумя протонами составляет 22.5 килограмма, но ее запросто "побивает" иной тип взаимодействия. Теперь понятно, почему сильное взаимодействие называется сильным. Оно примерно в тысячу раз сильнее электромагнитного. Как же протоны преодолевают отталкивание?
Дело в том, что взаимодействие происходит не между протонами, а между их составляющими – кварками. Это кварки постоянно обмениваются частичками-волнами (квантовая физика, увы), называемыми глюонами (от английского слова "клей", между прочим).
Раздел физики квантовая хромодинамика насчитывает восемь типов глюонов (в то время как фотон всего один, заметьте), потому что кварки тоже всякие разные и одного типа глюона на них маловато. Глюоны как и фотоны не имеют массы. Подтверждение того, что глюоны существуют было впервые получено на коллайдерах в 70-е годы прошлого века

9. Третий вид взаимодействия был обнаружен при распаде тяжелых радиоактивных ядер, типа урана. Нейтрон, который находится вне ядра, так сказать в свободном полете, живет всего около 800 секунд. А потом разваливается на протон, электрон и нейтрино. Вот за причины этой трагедии и ответственен новый вид взаимодействия – слабое взаимодействие. Описать его механизм невероятно
трудно, поэтому мы пропустим матчасть. Скажем лишь, что между собой взаимодействуют не только кварки, но и лептоны. Там целая мелодрама, если честно.
А частицы, которые переносят взаимодействие, называются векторными бозонами. Их существуют три вида (с положительным зарядом W+, с отрицательным зарядом W- и без заряда Z0). И что удивительно, в отличие от фотонов и глюонов, эти бозоны имеют чудовищную массу – 85-96 масс протона.
Поэтому слабое взаимодействие происходит на еще более коротких расстояниях, чем сильное взаимодействие. Несмотря на то, что оно мало известно обывателю, лишь благодаря ему (и сильному взаимодействию, разумеется) наше Солнце светит (слабое взаимодействие участвует в превращении 4-х ядер протонов в ядро гелия).

10. Когда-то давно ученые объединили магнитное и электрическое взаимодействия в одно – электромагнитное. А в настоящее время мегамозги додумались до того, как объединить сразу все три вышеописанных взаимодействия в один тип. Сначала они смогли объединить электромагнитное и слабое в единое – электрослабое. А потом втиснули к ним сильное взаимодействие.
Получилась более-менее устойчивая теория, названная Стандартной Моделью.
Как же, спросите вы, можно считать безмассовый фотон и тяжелейший векторный бозон одной формой взаимодействия?
Ученые поднатужились и смогли это объяснить тем, что разница взаимодействий произошла по мере развития Вселенной. Когда случился Большой Взрыв – взаимодействие было всего одно, но Вселенная потихоньку остывала и взаимодействия начали оформляться в те виды, что мы знаем сейчас.

11. Однако Стандартная Модель хорошо работает, если только существовало бы такое взаимодействие, которое объяснило бы, почему все частицы имеют массу. Как бы физики не пыжились, но что такое масса до сих пор никто не знает. Почему одни частицы не имеют ее, а другие настолько тяжелые, что их масса сравнима с массой атома циркония?
Для этих целей один особо умный физик по фамилии Хиггс вспомнил идейки конца 19 века об эфире, который заполняет всё и везде. И он заявил, что на самом деле существует еще одно поле, пронизывающее всю Вселенную вдоль и поперек.
И вот, значит, откуда берется масса: поле Хиггса якобы тормозит летающие в нем кварки. Оно мешает кварку двигаться свободно, как ложка в банке меда. Степень сопротивления движению кварка и есть масса. Аналогия весьма некорректная с точки зрения истины, но очень наглядная для обывателя (к тому же мы украли ее у Дейва Голдберга и Джеффа Бломквиста).
Если вы более-менее поняли, что мы писали выше, то вы уже догадались, что частичка поля Хиггса, его квант, и есть тот самый неуловимый бозон Хиггса, с которым все носятся последние десятки лет. А неуловимый он потому, что, по-видимому, имеет очень большую массу, и для его открытия на коллайдере надо столкнуть протоны с чудовищной энергией. Но пока в мире деньги интереснее тратить на игры в войнушку, чем на познание мира.

12. Ну, и наконец, четвертое взаимодействие, известное в нашей Вселенной, которое не лезет ни в какие ворота – это гравитация/ Раньше в предыдущих темах мы уже объясняли, что гравитация это не сила, а просто деформация пространства-времени и казалось бы, причем здесь квантовое взаимодействие.Поэтому-то общая теория относительности и квантовая физика не дружат. Гравитация в квантовой физике вроде как слон в посудной лавке. В общем случае гравитационное взаимодействие это очень слабое взаимодействие. Любой магнит на соответствующих размерах и расстояниях сильнее силы притяжения Земли. Что говорить о силах внутри атомов.Однако квантовым физикам чудовищными усилиями удалось впихнуть невпихуемое: они предположили, что существует частица, ответственная за деформацию пространства,она не имеет массы и движется со скоростью света. Частицу назвали гравитон, и с тех пор ее ищут, но она, похоже,еще более неуловима чем бозон Хиггса.
Гравитон удачно вписывается в картину мира во всяких мозговыносящих теориях типа теории супер-струн или М-теории, но для этого нужно доказать, что струны существуют.Картинки про гравитон не найти, поэтому закрепляем матчасть.

13. На этом мы заканчиваем краткое описание материи нашей Вселенной, в которой еще много тайн (одна темная материя чего стоит или "кипящий" квантовый вакуум). Хотим заметить, что частицы вещественной материи называют общим словом – фермион, а частицы взаимодействий – бозонами.То есть фотоны, глюоны, гравитоны - это все бозоны. А нейтроны, электроны, протоны – фермионы.
Стандартная Модель в общем и целом ничего себе теория, но с каждым годом новые открытия на коллайдере подкидывают ей всякие нерешаемые гадости. Поэтому рано или поздно очередной Эйнштейн родится и наконец расскажет человечеству Теорию Всего (так ее называют оптимистичные физики).

Это снова мы! Снова спешим нарушить сон среднестатистического гуманитария, который если и задумывается об окружающем мире, то только когда видит звездное небо, выйдя на балкон вечерком покурить. Те, кто следил за нашими темами, наивно полагали, что с ликбезом о материи мы закончили. А вот и нет. Мы еще не рассказали про последний вид материи, который известен науке – о вакууме. Да-да, ничто, вакуум – это материя, которая утрет нос двум другим видам своей загадочностью.
Картинки из гугла прилагаются. Утрирование и неадекватные аллегории гарантируются.
1. Технически, вакуум это сильно разреженный газ, в котором молекулу такого газа не сразу и обнаружишь. Теоретически же вакуум – это пространство свободное от вещества. То есть свободное не только от вещественной материи, типа звезд, планет, человеков, молекул, атомов, протонов и электронов, а также и от энергетической формы материи, вроде электромагнитных и гравитационных полей, без фотонов, глюонов и прочих бозонов. 

2. А еще есть вакуум физический. Про него мы и поговорим. Даже в космосе вакуум почти везде "загрязнен" какой-нибудь материей, будь то реликтовое излучение, или гравитационное поле, или поле Хиггса, или темная материя, будь она не ладна.
Но вот, например, в атоме между электроном и ядром много пустого места. Если мы представим, что теннисный мячик это ядро атома, то ближайший к ядру электрон будет летать в соответствующих пропорциях на расстоянии полутора километров. 
Или пустое место между кварками внутри протона. В этом случае разного рода излучениями можно пренебречь, так как длина волны этих излучений больше субатомных расстояний, и мы получим примерчик чистого натурального физического вакуума. Пустота как она есть.На рисунке – вишенка ядро атома, а периметр стадиона – расстояние до ближайшего электрона.

3. Но вот беда. Квантовые физики стали задавать такому вакуумы неудобные вопросы. Попробуем эти вопросы изложить популярно.
Представим себе кусочек пространства, в котором наблюдается немножечко электромагнитного поля, и которое состоит, как мы знаем из предыдущих лекций, из фотонов. Ну, для наглядности, скажем, у нас в этом поле три фотончика. Если мы изымем один фотон, то любой квантовый физик скажет, что мы только что уменьшили энергию поля на один квант, переведя его в более низкое энергетическое состояние. Это обычное дело, например, в атоме, когда электрон теряет фотон и "падает" на уровень ниже.
Потом мы заберем еще один фотон, снова понизив энергетическое состояние поля. А потом отнимем и последний – третий фотон. По законам математики не осталось ничего. Ноль. А вот по законам квантовой физики выходит, что поле осталось, но в состоянии с наименьшей возможной энергией.Вот так, например, выглядят диаграммы энергетических уровней электрона при испускании фотона и поглощении (не совсем к нашей теме, но подходящих случаю картинок не найти).

4. Итак, квантовые физики, глядя на вакуум, заявляют, что это не пустота, а материя с наименьшей энергией. Кажется чушью. Но это пока. Дальше еще хуже. Квантовые законы ставят нам еще одно условие: мы не можем знать точно одновременно два параметра частицы (принцип неопределенности Гейзенберга). Как это – не спрашивайте - может, в следующих статьях мы обсудим законы квантового мира поподробнее. А пока зацените проблему: получается, что при наличии поля с наименьшей напряженностью можно смело заявить, что мы знаем одновременно два параметра с абсолютной точностью. А именно в данном поле нам известно число фотонов в количестве НОЛЬ и значение напряженности поля в размере НОЛЬ. Всё: квантовая физика, похоже, идет лесом. Это очень абсурдные для обычного мира рассуждения на самом деле нормальные для мира квантового. 
Там у них своя атмосфера.

5. Ученые призадумались. И вбросили такую идею, которая навсегда разделила человечество на тех, кто понимает квантовую физику и на тех, кто в нее не верит (что мы сейчас пытаемся исправить). Они заявили, что принцип неопределенности в вакууме сохраняется, благодаря тому, что на самом микроскопическом уровне за самые минимальные промежутки времени вакуум представляет собой не пустоту, а самое настоящее поле с частицами и энергией. 
Эти частицы назвали виртуальными, потому что их никому никогда не зарегистрировать. Получается, что в вакууме постоянно рождается и тут же 
аннигилирует множество пар частиц и античастиц, например электроны и позитроны, нейтрино и антинейтрино и т.д. с разными произвольными энергиями. Этот кипяток называют квантовой или пространственно-временной пеной с квантовыми флуктуациями и рисуют примерно вот так.

6. Получается, что одновременно в вакууме выделяется и поглощается множество энергии, но в среднем, по закону сохранения энергии, энергия вакуума равна НУЛЮ. 
Такая идея имела далеко идущие последствия. Получается, что вакуум чисто теоретически содержит в себе такие залежи энергии, которые не снились даже самым массивным объектам во Вселенной. Если бы мы могли разделить вакуум на вещество и антивещество, нам бы энергии хватило с излишком до конца света, причем несколько раз. 
Более того, идейку подхватили астрофизики и прочие, кто занимаются проблемами рождения и формирования Вселенной. Во-первых, получается, что если из "ничто" можно выжать вещество, то тогда не очень-то и нужна начальная материя/энергия для производства Вселенной (божья воля опять отодвигается на второй план, ага).
Во-вторых, энергия вакуума успешно объяснила некоторые темные моменты в космологии. Например, теория об энергии вакуума отлично вписалась в проблему слишком быстрого разбегания галактик (суть в том, что галактики разбегаются быстрее, чем следует из теории относительности, а вот при наличии флуктуаций в вакууме проблема решается).В-третьих, и мы об этом писали, Хокинг умудрился с помощью вакуумных флуктуаций объяснить, как испаряются черные дыры (теперь вы можете перечитать ту тему, как человек понимающий, что он читает LOL )
На картинке трехмерная проекция квантовых флуктуаций, как если бы мы остановили время и увеличили масштабы. То есть вблизи вакуум это материя да еще с неравномерной плотностью. В интернете можно найти анимацию с этим процессом. 

7. Что ж, скажете вы, допустим, шутка удалась. Но это же всё не подтвержденные экспериментами идейки сумасшедших ученых. Действительно, квантовые флуктуации настолько малы и быстротечны, что мы никогда не сможем их зарегистрировать в силу квантовых запретов и закона сохранения энергии.И все же подтверждения есть. Например, эффект Казимира. Невероятно странный эффект в нашем макромире, который ученые предсказали в 1948 году и экспериментально обнаружили в 1965, оказывается реально существующим, и ноги у него растут из самых глубин материи.

8. Сейчас мы объясним, что это такое на пальцах. Явление, чем-то похожее на эффект Казимира наблюдали еще моряки,когда ставили свои корабли близко друг от друга. Если море было в это время не спокойно, то корабли начинали сближаться, и это создавала реальную проблему столкновения бортами. Такую, что матросам было предписано всей командой расталкивать корабли. Корабли сближались потому, что давление морских волн на внешние борты кораблей оказывалось сильнее, чем на внутренние – ведь между кораблями море спокойнее.
То же самое произойдет, если в вакууме мы поставим рядом (на расстоянии, измеряемом в микронах) две поверхности, например, две металлические нано-пластинки. И что вы думаете? – пластинки начнут притягиваться.Притяжение произойдет потому, что давление виртуальных частиц между пластинами (где определенное количество целых волн в связи с ограниченным расстоянием), меньше чем давление этих частиц снаружи (где волн любых длин и энергий сколько угодно). 
Вот это поворот! Так жеж кроме эффекта Казимира есть еще и т.н. Лэмбовский сдвиг атомных уровней, который тоже объясняется тем, что электрон порождает виртуальные частицы (пропустим объяснение, а то закипят мозги даже у самых стойких). То есть они (виртуальные частицы вакуума) существуют!Более того, эффект Казимира создает реальные проблемы сближающимся космическим аппаратам в открытом космосе. Точно также, как когда-то похожее явление сталкивало корабли в море.
Еще картинка с эффектом Казимира. 

9. Должны заметить, что дела еще хуже, чем мы рассказываем. На самом глубоком уровне материи, внутри, так сказать, вакуума "кипят" не только виртуальные частицы, но и само пространство начинает рваться на лоскуты, оно имеет искажения и разрывы. Есть теории, что эти разрывы являются дырами в параллельные пространства или просто "кротовые норы" в соседние галактики. 
Все это заставляет физиков медленно сходить с ума и сочинять безумные теории с большим количеством математики (привет от теории суперструн).

В этой теме мы поговорим о самой обыденной загадке квантового мира – корпускулярно-волновом дуализме. Когда мы говорим "самая обыденная" мы имеем в виду, что физикам она уже приелась настолько, что как будто бы и не кажется загадкой. Но это все потому, что остальные квантовые парадоксы обывательскому уму принять еще сложнее.
А дело было так. В старые добрые времена где-то в середине 17-го века 
Ньютон и Гюйгенс разошлись во мнении, что есть свет: Ньютон без зазрения совести заявил, что свет это поток частиц, а старина Гюйгенс пытался доказать, что свет это волна. Но Ньютон был авторитетнее, поэтому его заявление о природе света было принято как истинное, а над Гюйгенсом посмеялись. И двести лет свет считали потоком каких-то неведомых частиц, природу которых однажды надеялись открыть.
В начале 19 века один востоковед по имени Томас Юнг баловался с оптическими приборами – в итоге он взял и провел эксперимент, который сейчас называют опытом Юнга, и каждый физик считает этот опыт священным.

Томас Юнг всего лишь направил луч (одного цвета, чтобы частота была примерно одинакова) света через две прорези в пластине, а позади поставил еще одну пластину-экран. И показал результат своим коллегам. Если бы свет был потоком частиц, то мы бы увидели на заднем фоне две светлые полосы.
Но, к несчастью всего научного мира, на экране-пластине появилась череда темных и светлых полос. Обычное явление, которое называется интерференцией – наложение двух (и более волн) друг на друга.Кстати, именно благодаря интерференции мы наблюдаем радужные переливы на пятне масла или на мыльном пузыре.

Иначе говоря, Томас Юнг экспериментально доказал, что свет это волны. Ученый мир долго не хотел верить Юнгу, и одно время его так закритиковали, что тот даже отказался от своих идей волновой теории. Но уверенность в своей правоте все-таки победила, и ученые стали считать свет волной. 
Правда, волной чего - это было загадкой.
Вот, на рисунке старый добрый опыт Юнга.

Надо сказать, волновая природа света не сильно повлияла на классическую физику. Ученые переписали формулы и стали полагать, что скоро весь мир падет к их ногам под единой универсальной формулой всего.
Но вы уже догадались, что Эйнштейн как всегда все испортил. Беда подкралась с другой стороны – сначала ученые заморочились расчетом энергии тепловых волн и открыли понятие квантов (обязательно почитайте об этом нашу соответствующую тему "Что такое кванты"). А затем с помощью этих самых квантов Эйнштейн нанес удар по физике, объяснив явление фотоэффекта.
Вкратце: фотоэффект (одно из следствий которого является засвечивание пленки) это выбивание светом электронов с поверхности некоторых материалов. Технически это выбивание происходит так, словно свет это частица. Частичку света Эйнштейн назвал квантом света, а позже ей присвоили имя – фотон.
В 1920 году к антиволновой теории света добавился удивительный эффект Комптона: когда электрон обстреливают фотонами, то фотон отскакивает от электрона с потерей энергии ("стреляем" синим цветом, а отлетает уже красный), как биллиардный шар от другого. Комптон за это отхватил нобелевскую премию.

На этот раз физики поостереглись вот так вот запросто отказываться от волновой природы света, а вместо этого крепко задумались. Наука встала перед ужасающей загадкой: так все-таки свет это волна или частица?
У света, как и у любой волны, есть частота – и это легко проверить. Мы видим разные цвета, потому что каждый цвет это просто разные частоты электромагнитной (световой) волны: красный – маленькая частота, фиолетовый – большая частота.
Но удивительно: длина волны видимого света в пять тысяч раз больше размера атома – как такая "штука" влезает в атом, когда атом поглощает эту волну? Если только фотон это частица, сопоставимая по размерам с атомом. Фотон одновременно и большой и маленький?
К тому же фотоэффект и эффект Комптона однозначно доказывают, что свет это все-таки поток частиц: нельзя объяснить каким образом волна передает энергию локализованным в пространстве электронам - если бы свет был волной, то некоторые электроны были бы выбиты позднее, чем другие, и явление фотоэффекта мы бы не наблюдали. Но в случае потока отдельно взятый фотон сталкивается с отдельно взятым электроном и при некоторых условиях выбивает его из атома.

В итоге было решено: свет это одновременно и волна и частица. Вернее, и ни то и ни другое, а новая неизвестная ранее форма существования материи: наблюдаемые нами явления это всего лишь проекции или тени реального положения дел, в зависимости от того как смотреть на происходящее. Когда мы смотрим на тень цилиндра, освещенного с одной стороны, то видим круг, а при освещении с другой стороны - тень прямоугольная. Так и с корпускулярно-волновым представлением света.
Но и тут все непросто. Нельзя говорить, что мы считаем свет либо волной, либо потоком частиц. Посмотрите в окно. Внезапно даже в чисто вымытом стекле мы видим свое, пустьнечеткое, но отражение. В чем подвох? Если свет - это волна, то объяснить отражение в окне просто – подобные эффекты мы видим на воде, когда волна отражается от препятствия. Но если свет - это поток частиц, то объяснить отражение так просто не получится. Ведь все фотоны одинаковы. Однако если все они одинаковы, то и преграда в виде оконного стекла должна одинаково на них воздействовать. Либо все они проходят сквозь стекло, либо все — отражаются. А в суровой реальности часть фотонов пролетает через стекло, и мы видим соседний дом и тут же наблюдаем свое отражение.И единственное объяснение, которое приходит в голову: фотоны сами себе на уме. Нельзя со стопроцентной вероятностью предсказать, как поведет себя конкретный фотон – столкнется со стеклом как частица или как волна. Это основа квантовой физики – совершенно, абсолютно случайное поведение материи на микроуровне без какой-либо причины (а в своем мире больших величин мы по опыту знаем, что все имеет причину). Это идеальный генератор случайных чисел в отличие от подбрасываемой монетки.Гениальный Эйнштейн, открывший фотон, до конца жизни был уверен, что квантовая физика ошибается, и уверял всех, что "Бог не играет в кости". Но современная наука все более подтверждает: таки играет.

Так или иначе, но как-то раз ученые решили поставить жирную точку в споре "волна или частица" и воспроизвести опыт Юнга с учетом технологий XX века. 
К этому времени они научились пулять фотонами по одному (квантовые генераторы, известные среди населения под именем "лазеры"), и посему было задумано проверить, что будет на экране в случае, если выстрелить по двум щелям одной частицей: вот и станет понятно, наконец, чем же является материя при контролируемых условиях эксперимента.
И внезапно – одиночный квант света (фотон) показал интерференционную картинку, то есть частица пролетала через обе щели одновременно, фотон интерферировал сам с собой (если говорить ученым языком). Уточним технический момент – на самом деле интерференционную картинку показал не один фотон, а серия выстрелов по одной частице с интервалами в 10 секунд – со временем на экране проявились юнговские полосы, знакомые любому троечнику с 1801-го года.

С точки зрения волны это логично – волна проходит через щели, и теперь две новые волны расходятся концентрическими кругами, накладываясь друг на друга.
Но с корпускулярной точки зрения получается, что фотон находится в двух местах одновременно, когда проходит через щели, а после прохождения смешивается сам с собой. Это вообще нормально, а?
Оказалось, что нормально. Более того раз фотон находится сразу в двух щелях, значит он одновременно находится везде и до щелей и после пролета через них. И вообще с точки зрения квантовой физики выпущенный фотон между стартом и финишем находится одновременно "везде и сразу". Такое нахождение частицы "сразу везде" физики называют суперпозицией – страшное слово, которое раньше было математическим баловством, теперь стало физической реальностью.
Некий Э. Шредингер, известный противник квантовой физики, к этому времени нарыл где-то формулу, которая описывала волновые свойства материи, типа воды. И немного над ней поколдовав, к своему же ужасу вывел так называемую волновую функцию. Эта функция показывала вероятность нахождения фотона в 
определенном месте. Заметьте, именно вероятность, а не точное местонахождение. И эта вероятность зависела от квадрата высоты гребня 
квантовой волны в заданном месте (если кому-то интересны детали).Вопросам измерения местонахождения частиц мы посвятим отдельную главу.

Дальнейшие открытия показали, что дела с дуализмом еще хуже и загадочнее.
В 1924 году некий Шарль де Бройль взял и заявил, что корпускулярно-волновые свойства света это верхушка айсберга. А таким непонятным свойством обладают все элементарные частицы.
То есть частицей и волной одновременно являются не только частицы электромагнитного поля (фотоны), но и вещественные частицы типа электронов, протонов и т.п. Вся материя вокруг нас на микроскопическом уровне является волнами (и частицами одновременно).
И спустя пару лет это даже подтвердили экспериментально – американцы гоняли электроны в электронно-лучевых трубках (которые известны нынешним 
старперам под названием "кинескоп") – так вот наблюдения, связанные с отражением электронов, подтвердили, что электрон это тоже волна (для простоты понимания можно сказать, что на пути электрона поставили пластинку с двумя щелями и лицезрели интерференцию электрона как она есть).
К настоящему времени в опытах обнаружено, что и атомы имеют волновые свойства и даже некоторые специальные виды молекул (так называемые "фуллерены") проявляют себя как волна.

Пытливый ум читателя, который еще не ошалел от нашего повествования, спросит: если материя это волна, то почему, например, летящий мячик не размазан в пространстве в виде волны? Почему реактивный самолет никак не походит на волну, а очень похож на реактивный самолет?
Де Бройль, чертяка, и тут все объяснил: таки-да, летящий мячик или "боинг" это тоже волна, но длина этой волны тем меньше, чем больше импульс. 
Импульс это масса, умноженная на скорость. То есть, чем больше масса материи, тем меньше длина ее волны. Длина волны мяча летящего со скоростью 150 км/час будет приблизительна равна 0,0000000000000000000000000000000001 метра. Поэтому мы не в состоянии заметить, как мячик размазан по пространству в качестве волны. Для нас это твердая материя.Электрон же весьма легкая частица и, летящий со скоростью 6000 км/сек, он будет иметь заметную длину волны в 0,0000000001 метра.
Кстати, сразу ответим на вопрос, почему ядро атома не настолько 
"волновое". Хоть оно и находится в центре атома, вокруг которого, ошалев, летает и в то же время размазывается электрон,  оно имеет приличный импульс, связанный с массой протонов и нейтронов, а также высокочастотным колебанием (скорость) из-за существования внутри ядра постоянного обмена частицами сильного взаимодействия (читайте тему Материя II). Поэтому ядро больше походит на привычную нам твердую материю. Электрон же, по-видимому, является единственной частицей с массой, у которой ярко выражены волновые свойства, вот его все с восторгом и изучают.

Вернемся к нашим частицам. Так что получается: электрон, вращающийся вокруг атома это одновременно и частица и волна. То есть вращается-то частица, и в то же время электрон как волна представляет собой оболочку определенной формы вокруг ядра – как это вообще можно понять человеческим мозгом?
Выше мы уже подсчитали, что летающий электрон имеет довольно огромную (для микромира) длину волны и чтобы разместиться вокруг ядра атома такой волне нужно неприлично много места. Вот как раз именно этим и объясняются такие большие размеры атомов по сравнению с ядром. Длины волн электрона определяют размер атома. Пустое место между ядром и поверхностью атома заполнено "размещением" длины волны (и в то же время частицы) электрона. Это очень грубое и некорректно объяснение – просим нас простить – на самом деле все гораздо сложнее, но наша цель – хотя бы позволить отгрызть кусочек гранита науки людям, которым все это интересно.
Давайте еще раз проясним! После некоторых комментариев к статье [на ЯПе] мы поняли, какого важного замечания не хватает этой статье. Внимание! 
Описываемая нами форма материи не является ни волной ни частицей. Она лишь (одновременно) имеет свойства волны и свойства частиц. Нельзя говорить, что электромагнитная волна или электронная волна подобны морским или звуковым волнам. Привычные нам волны представляют собой распространение возмущений в пространстве заполненным каким-либо веществом.
Фотоны, электроны и прочие экземпляры микромира при движении в пространстве можно описать волновыми уравнениями, они по поведению лишь 
ПОХОЖИ на волну, но ни в коем случае волной не являются. Аналогично и с корпускулярной строной материи: поведение частицы похоже на полет маленьких точечных шариков, но это ни разу не шарики.
Это нужно понять и принять, иначе все наши размышления будут в конечном счете приводить к поиску аналогов в макромире и тем самым пониманию квантовой физики придет конец, и начнется фричество или шарлатанская философия навроде квантовой магии и материальности мыслей.

Остальные ужасающие выводы и следствия из модернизированного опыта Юнга мы рассмотрим позже в следующей части – неопределенность Гейзенберга, кошка 
Шредингера, принцип запрета Паули и квантовая запутанность ждут терпеливого и вдумчивого читателя, который еще не раз перечитает наши статьи и покопается в интернете в поисках дополнительной информации.
Всем спасибо за внимание. Приятной всем бессонницы или познавательных кошмаров!
NB: Приледно напоминаем, что все изображения взяты из гугла (поиск по картинкам) - авторство определяется там же.
Незаконное копирование текста преследуется, пресекается, ну, и сами знаете...
Источник: http://quantuz.livejournal.com/2643.html