Майкл Нильсен задал любопытный вопрос в Твиттере. Почему химические реакции происходят так часто, а ядерные так редко? Ну скажем с материей вокруг нас все время происходит какая-то "химия", а для ядерных реакций нужны какие-то серьезные особые условия, почему?
В некотором смысле это глупый вопрос, его можно "опровергнуть": радиоактивный распад происходит все время, внутри Солнца все время происходят термоядерные реакции итп. Но если отнестись к вопросу доброжелательно, не придираясь - как на него интересно и нетривиально ответить?
P.S. Напишу собственное мнение: мне понравился вопрос тем, что мне кажется, что есть несколько разных "причин", которые можно сформулировать, и я не вполне понимаю, какие из них доминируют, если вообще можно так выразиться. Примерно так:
1. Сильное взаимодействие между частицами ядра очень сильно, и поэтому требуется огромная энергия для того, чтобы разорвать ядро, и обычно такой энергии нет под рукой.
2. Но кроме того, сильное взаимодействия очень быстро падает в силе на расстоянии даже всего в несколько диаметров ядра. Это значит, что для того, чтобы два ядра начали взаимодействовать, надо привести их очень близко друг к другу. А ядра при этом очень маленькие, примерно в сто тысяч раз меньше целого атома. Поэтому естественным образом такое столкновение происходит намного намного реже, чем "столкновение" атомов.
3. Более того, для того, чтобы ядра сдвинуть настолько близко, нужно преодолеть силу электромагнитного отталкивания между ними (они заражены положительно). Из-за крохотного расстояния эта сила оказывается огромной, и опять-таки нужны частицы, несущие очень много энергии, чтобы преодолеть этот барьер.
4. Более того, если мы хотим добиться реакции между ядрами атомов, то электроны (электронные облака), окружающие эти атомы, отталкивают друг друга из-за своего заряда и мешают атомам сблизиться - эту силу тоже надо остановить.
5. Наконец, электронные облака, окружающие атомы, "отталкивают" друг друга еще по одной причине - по принципу исключения Паули, ввиду того, что электроны - фермионы. Я довольно плохо понимаю теорию тут, или вообще не понимаю, но у меня сложилось такое впечатление, что этот фактор более важный, чем предыдущий (кулоновское отталкивание) в объяснении того, что атомы не проходят друг сквозь друга, мы не падаем сквозь пол, и твердая материя вообще может существовать.
А вот можно ли как-то расставить эти причины по размерам их эффектов, или "важности", я не очень понимаю, объясните если есть (ну и вообще, если я где-то тут написал полный бред, конечно укажите мне на это, дорогие физики/знающие люди, буду только рад).
Кроме всего этого, есть и "антропное" объяснение: если бы мы жили внутри Солнца, видели бы больше термоядерных реакций, чем химических; или, если бы вселенная была устроена по-другому, мы бы не существовали в ней и не задавали этот вопрос, итп. Но это такие не очень интересные, на мой взгляд, способы "опровергнуть" вопрос, я об этом написал в начале записи. Антропные объяснения все-таки редко кажутся действительно отвечающими на интересующий вопрос.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
