Nunca has tocado nada: este es el motivo por el que tus manos jamás palpan ningún objeto

La estructura atómica explica por qué sentimos superficies sólidas

Héctor Farrés

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La yema del pulgar se aplana unos instantes sobre el cristal del móvil cada vez que una persona desliza la pantalla durante el día. Ese apoyo muestra hasta qué punto el cuerpo pasa la jornada tocando objetos, porque una superficie suele estar bajo los pies, entre los dedos o sosteniendo el peso. 

Incluso durante el descanso, la ropa presiona la piel y una silla o una cama soporta el cuerpo, de modo que la experiencia humana transcurre casi siempre asociada a alguna forma de contacto físico.

Las cargas eléctricas frenan la aproximación entre cuerpos

La sensación de apoyar la mano sobre una mesa parece describir dos superficies que llegan hasta encontrarse, aunque la física atómica cuenta otro proceso. La materia está formada por átomos con un núcleo rodeado por electrones, y esos electrones no forman una corteza rígida con un borde comparable al de una pelota. Su presencia se describe mediante distribuciones de probabilidad, por lo que el límite exterior de un átomo carece de una pared material definida que pueda golpear otra pared igual.

Cuando la mano se acerca a la mesa, las distribuciones electrónicas de ambos cuerpos empiezan a interactuar antes de que sus núcleos puedan aproximarse mucho. Los electrones tienen carga negativa y la interacción electromagnética entre cargas del mismo signo produce repulsión, de modo que forzar una mayor proximidad exige ejercer más presión. A escala cotidiana, la suma de cantidades enormes de esas interacciones genera la fuerza normal que frena la mano y evita que atraviese la superficie como si allí no hubiera materia organizada.

Las cargas eléctricas frenan la aproximación entre cuerpos

La mecánica cuántica añade otra pieza decisiva cuando las distribuciones de electrones de dos cuerpos comienzan a solaparse de forma apreciable. El principio de exclusión de Pauli impide que electrones idénticos ocupen exactamente el mismo estado cuántico, una restricción que condiciona cómo pueden organizarse cuando los átomos se aproximan.

Ese efecto, junto con la interacción electromagnética y la estructura electrónica de la materia, contribuye a la resistencia que asociamos con la solidez de una mesa, una pared o el suelo.

La piel transforma la resistencia material en sensaciones

Los receptores mecánicos de la piel convierten esa resistencia física en señales nerviosas que el cerebro interpreta como presión, textura, vibración y dureza. Por eso tocar sigue siendo una experiencia real a escala humana, aunque no corresponda a dos bloques de materia con fronteras rígidas que llegan a juntarse como piezas macroscópicas.

Los núcleos atómicos de la mano permanecen separados de los núcleos del objeto, mientras las interacciones entre sus electrones transmiten fuerzas capaces de deformar ligeramente la piel y activar el sistema sensorial.

A distancias atómicas también puede producirse un solapamiento electrónico suficiente para formar enlaces químicos, intercambiar electrones o establecer interacciones que van más allá de una mera repulsión.

Esa posibilidad obliga a matizar que nunca tocamos nada, porque la materia sí interactúa y sus distribuciones electrónicas pueden penetrar parcialmente unas en otras. Lo que no ocurre en el contacto cotidiano es el encuentro de superficies atómicas duras, ya que los átomos carecen de esa clase de frontera y responden mediante campos, estados cuánticos y reorganizaciones electrónicas.

La ausencia de electromagnetismo desharía la materia ordinaria

La importancia de la repulsión electromagnética se aprecia al imaginar qué sucedería si desapareciera mientras el resto de la física permaneciera igual. Gran parte de la resistencia asociada a la solidez se perdería y los átomos podrían aproximarse mucho más, aunque el principio de exclusión de Pauli seguiría imponiendo restricciones a los electrones. 

Si desapareciera todo el electromagnetismo, el cambio sería todavía mayor porque los electrones dejarían de permanecer ligados a los núcleos y la química ordinaria dejaría de sostener moléculas, tejidos y objetos.

El tacto nace antes del encuentro entre núcleos

Ese escenario hipotético permite entender mejor qué ocurre realmente cada vez que una mano descansa sobre una mesa y nota que no puede atravesarla. Parte de la resistencia que siente la piel procede de las interacciones electromagnéticas entre los electrones de ambos cuerpos, acompañadas por las restricciones cuánticas que aparecen al aproximarlos.

Por eso, a escala atómica, tocar una mesa no significa que dos superficies duras terminen chocando como dos objetos macroscópicos. Los electrones de la mano y los de la mesa interactúan antes de que sus núcleos puedan encontrarse, y esa respuesta física acaba convirtiéndose, a través del sistema nervioso, en la sensación cotidiana de contacto.

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