آیا ممکن است انسان بتواند از دیوار عبور کند؟
اتم‌ها سازه‌های اصلی جهان مادی‌اند و بخش بزرگی از حجم آن‌ها را فضای خالی تشکیل می‌دهد. با این حال زمانی که دستمان را به دیوار می‌زنیم، سختی آن را احساس می‌کنیم. پرسش اینجاست که چرا نمی‌توانیم از دیوار عبور کنیم؟
اتم‌ها سازه‌های اصلی جهان مادی‌اند و بخش بزرگی از حجم آن‌ها را فضای خالی تشکیل می‌دهد. هسته‌ی کوچک اتم، که اندازه‌اش حدود صد هزار بار کوچک‌تر از کل اتم است، در مرکز قرار دارد و الکترون‌ها در فاصله‌ای دور پیرامون آن توزیع می‌شوند. با وجود این فضای خالی، زمانی که دستمان را به دیوار می‌زنیم، سختی آن را احساس می‌کنیم. پرسش اینجاست که چرا نمی‌توانیم از دیوار عبور کنیم؟
به گزارش فرادید، پاسخ این پرسش در دو اصل بنیادی فیزیک قرار دارد: نیروی دافعه‌ی الکترواستاتیکی و اصل طرد پائولی. در فیزیک کلاسیک، پروتون‌ها با بار مثبت و الکترون‌ها با بار منفی کنار هم موجب پایداری اتم می‌شوند. اما در مکانیک کوانتومی، الکترون‌ها در مدارهای مشخص حرکت نمی‌کنند بلکه در «ابر احتمالی» حضور دارند. این ابر باعث می‌شود لایه‌ی بیرونی اتم‌ها بار منفی پیدا کند.
استیون رولستون، فیزیک‌دان دانشگاه مریلند، توضیح داده است که وقتی بخواهیم از دیوار عبور کنیم، اتم‌های بدن با اتم‌های دیوار مواجه شده و یکدیگر را دفع می‌کنند. این همان نیروی الکترومغناطیسی است، درست شبیه زمانی که دو قطب مشابه آهنربا به هم نزدیک شوند و همدیگر را پس بزنند. این نیرو موجب می‌شود ماده‌ی جامد انسجام و استحکام خود را حفظ کند.
اصل طرد پائولی نیز هنگامی که اتم‌ها بیش از حد به هم نزدیک می‌شوند عمل می‌کند. این اصل می‌گوید ذراتی مانند الکترون‌ها که فرمیون نام دارند نمی‌توانند در یک حالت انرژی یا مکان واحد قرار گیرند. رحیم حشمانی، پژوهشگر فیزیک در دانشگاه ویسکانسین، بیان کرده است که اگر دو ابر الکترونی روی هم بیفتند، احتمال قرار گرفتن دو الکترون در یک نقطه ایجاد می‌شود، اما طبق اصل پائولی چنین چیزی ممکن نیست.
در نتیجه ترکیب این دو اصل مانع آن می‌شود که اتم‌ها روی هم بیفتند و باعث انسجام ماده‌ی جامد می‌گردد. در مایعات و گازها اتم‌ها آزادی بیشتری دارند، اما همچنان این قوانین اجازه‌ی همپوشانی کامل را نمی‌دهند.
با وجود همه‌ی این محدودیت‌ها، مکانیک کوانتومی احتمال ناچیزی باقی می‌گذارد. ذرات علاوه بر رفتار ذره‌ای، ویژگی موجی هم دارند. وقتی موج یک ذره به مانعی مانند دیوار می‌رسد، کاملاً متوقف نمی‌شود بلکه بخشی از آن در مانع نفوذ می‌کند. اگر مانع بسیار نازک باشد، احتمال دارد موج در آن سوی دیوار ظاهر شود که این پدیده «تونل‌زنی کوانتومی» نام دارد.
با این حال احتمال اینکه یک انسان کامل به این شکل از دیوار عبور کند نزدیک به صفر است. حشمانی گفته است که این احتمال چیزی در حدود یک در ۱۰ به توان ۱۰ به توان ۳۰ است؛ عددی که هر محاسبه‌گری آن را معادل صفر در نظر می‌گیرد. رولستون نیز تأکید کرده است این احتمال آن‌قدر ناچیز است که حتی در طول عمر جهان نیز رخ نخواهد داد.
