”

هنا على كوكب الأرض، وكذلك في معظم مواقع الكون، يتكون كل ما نلاحظه ونتفاعل معه من ذرات. تأتي الذرات في حوالي 90 نوعًا طبيعيًا مختلفًا، حيث تشترك جميع ذرات نفس النوع في خصائص فيزيائية وكيميائية متشابهة، ولكنها تختلف اختلافًا كبيرًا من نوع إلى آخر. وبعد أن كان يُعتقد أنها وحدات من المادة غير قابلة للانقسام، نعلم الآن أن الذرات نفسها لها بنية داخلية، مع نواة صغيرة، موجبة الشحنة، ضخمة تتكون من بروتونات ونيوترونات محاطة بإلكترونات سالبة الشحنة، أقل كتلة بكثير. لقد قمنا بقياس الأحجام الفيزيائية لهذه المكونات دون الذرية بدقة عالية، وهناك حقيقة بارزة: حجم الذرات، بحوالي 10^-10 متر لكل منها، أكبر بكثير، بكثير، من الأجزاء المكونة لها.

البروتونات والنيوترونات، التي تُكوّن نواة الذرة، أصغر حجماً بحوالي عامل 100,000، حيث يبلغ حجمها النموذجي حوالي 10^-15 متر فقط. أما الإلكترونات فهي أصغر من ذلك بكثير، ويُفترض أنها جسيمات نقطية بمعنى أنها لا تُظهر أي حجم قابل للقياس على الإطلاق، حيث تحدّدت التجارب بأن لا يتجاوز حجمها 10^-19 متر. وبطريقة ما، تتحد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات معاً لتُكوّن الذرات، التي تشغل حجماً أكبر بكثير من حجم مكوناتها مجتمعة. إنها حقيقة غامضة أن الذرات، التي يجب أن تكون في معظمها فراغاً في هذا الصدد، لا تزال غير قابلة للاختراق لبعضها البعض، مما يؤدي إلى مجموعات هائلة من الذرات تُكوّن الأجسام الصلبة التي نعتاد عليها في عالمنا الكلي.

فكيف يحدث هذا: أن الذرات، التي تتكون في معظمها من فراغ، تخلق أجسامًا صلبة لا يمكن اختراقها بواسطة أجسام صلبة أخرى، والتي تتكون أيضًا من ذرات تتكون في معظمها من فراغ؟ إنها حقيقة وجود ملحوظة، ولكنها تتطلب الفيزياء الكمية لتفسيرها.

على الرغم من أن البشر يتكونون من خلايا، إلا أننا على مستوى أكثر أساسية، نتكون من ذرات. يبلغ إجمالي عدد الذرات في جسم الإنسان حوالي ~10^28 ذرة، معظمها هيدروجين من حيث العدد ولكن معظمها أكسجين وكربون من حيث الكتلة.

إذا أردتَ مثالًا على جسم صلب، فلا تبحث بعيدًا عن نفسك: إنسان. على الرغم من أنكَ عبارة عن مجموعة من الذرات – حوالي 10²⁸ ذرة إذا كنتَ بالغًا – إلا أنكَ لا تزال جسمًا صلبًا: لديك حجم وشكل محددان، ولا يمكن لجسم آخر مصنوع من الذرات “العبور” من خلالك إلا من خلال ثقب أو قطع الروابط التي تجمع ذراتك معًا. الآن، هناك احتمال كبير أن تكون على اتصال بأجسام صلبة أخرى: ملابس، أحذية، الأرضية، كرسي، إلخ. بطريقة ما، على الرغم من أنها في معظمها فراغ، وعلى الرغم من أنها مصنوعة جميعًا من المكونات الأساسية نفسها، فإن الذرات التي هي جزء منك تبقى جزءًا منك، والذرات التي هي جزء من الأشياء الأخرى التي تتلامس معها تبقى جزءًا من تلك الأشياء.

كأنّ شيئًا ما يُلزم الذرّات التي تُكوّن جسمك بالبقاء جزءًا منه، بينما يرفض دمج وضمّ الذرّات التي تُشكّل جزءًا من جسم آخر. حتى لو ضغطت بإبهامك بقوة على مقعد الكرسي الذي تجلس عليه، فستبقى ذرّات الكرسي جزءًا من الكرسي، وستبقى ذرّات إبهامك جزءًا من إبهامك؛ ولن تتداخل هاتان المجموعتان من الذرّات أبدًا بالطريقة التي قد تتداخل بها أشعة إكس مع ذرّات جسمك. ومنذ أن عرفنا مكونات الذرّات، وتأكّدنا من أنّ حجم الذرّة أكبر بكثير من الحجم الفيزيائي لمكوّناتها، أصبحنا مُلزمين بالتساؤل عن سبب ذلك.

على الرغم من أن الذرة تتكون في معظم حجمها من فراغ، تهيمن عليه سحابة الإلكترونات، إلا أن النواة الذرية الكثيفة، المسؤولة عن جزء واحد فقط من 10^15 من حجم الذرة، تحتوي على ما يقرب من 99.95٪ من كتلة الذرة. يمكن أن تكون التفاعلات بين المكونات الداخلية للنواة أكثر دقة وتحدث على فترات زمنية أقصر، وكذلك على طاقات مختلفة، من الانتقالات المحدودة بإلكترونات الذرة.

إن الذرة، في النهاية، جسم ميكانيكي كميّ ذو نواة ضخمة مشحونة بشحنة موجبة، تحيط بها سحابة إلكترونات ذات كتلة منخفضة جدًا، مشحونة بشحنة سالبة. وبينما أظهرت الصور المبكرة للذرة بنيةً مشابهة لنظامنا الشمسي، نعلم الآن أنه من الأدق بكثير اعتبار الإلكترونات على شكل سحابة، بدلاً من اعتبارها نقطية. وهناك سبب أساسي هام لذلك: وهو حقيقة عدم اليقين الكمي، وأن جميع الكميات، بما في ذلك الإلكترونات، تُظهر سلوكًا موجيًا. وعلى وجه الخصوص، يمكن وصف كل جسيم من جسيمات المادة كموجة، ذات مقياس طول موجي مميز يُحدده زخمها.

إن هذا المنظور للإلكترون، الذي يحيط بالنواة بمجموعة منفصلة من مستويات الطاقة المتاحة له، هو ما نلجأ إليه عادةً عندما نتحدث عن حجم الذرات. فالذرات الأكثر ضخامة – أي التي تحتوي على أعداد أكبر من البروتونات والنيوترونات في نواتها – تمتلك عددًا أكبر من الإلكترونات تدور حولها، حيث يتطابق عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة دائمًا مع عدد البروتونات في النواة. وبسبب طبيعة المادة القائمة على الذرات، وكيفية ملء الإلكترونات للأغلفة الذرية قبل الانتقال إلى احتلال مستويات الطاقة المتاحة التالية، فإن الذرات التي تحتوي على أعداد أكبر من الإلكترونات، وذات أعداد أكبر من الأغلفة الذرية المملوءة، تكون بشكل عام أكبر حجمًا من الذرات التي تحتوي على عدد أقل من الإلكترونات والأغلفة المملوءة.

على الرغم من أن الكون، على مستوى أساسي، يتكون من جسيمات كمية تشبه النقاط، إلا أنها تتجمع معًا لتُكوّن أجسامًا ذات أحجام وكتل محدودة، تشغل كميات محددة من الحجم. تُظهر هذه الرسوم التوضيحية للفنان عدة إلكترونات تدور حول نواة ذرية، حيث يُعد الإلكترون جسيمًا أساسيًا، لكن النواة يمكن تقسيمها إلى مكونات أساسية أصغر. يبقى اكتشاف ما إذا كانت هناك هياكل على مقاييس أصغر من الجسيمات دون الذرية المعروفة حاليًا موكولاً للمستقبل.

إنّ هذه خصائص الذرات والإلكترونات هي التي تُمكّن من الكيمياء التي تُعتبر سمةً مميزةً لتعقيد الأرض. ترتبط الذرات معًا بناءً على التفاعلات بين الإلكترونات حول نواتها الذرية، مُشكّلةً الجزيئات، والأيونات، وجميع أنواع الهياكل المعقدة. وفي عدد كبير من الحالات، يمكن أن تتراكم هذه الهياكل لتشكيل بنى مجهرية، حيث تتخذ العديد من هذه البنى أشكالًا صلبة، محددة، وثابتة. في جوهرها، قد تكون ببساطة مجموعات كبيرة من الذرات مرتبطة معًا، ولكن نوع الذرة، وترتيب تلك الذرات، والروابط التي تُشكّلها مع بعضها البعض، كل ذلك يُسهم في تحديد خصائص الجسم المجهرية الذي ننتهي إلى دراسته.

ومع ذلك، بالنسبة لأي جزيء، بغض النظر عن حجمه، فإن قصة إلكتروناته المكونة تنتهي بأن تكون مشابهة جدًا لقصة ذرة واحدة. تملأ الإلكترونات الأصداف الأقل طاقة بداخله، حيث تحدد الإلكترونات الأقل تماسكًا بشكل أساسي الخصائص الفيزيائية والكيميائية للكائن/الجزيء المعني بشكل عام. بعض الأجسام تلتقط الإلكترونات من محيطها بسهولة؛ بينما تفقد أجسام أخرى إلكتروناتها بسهولة؛ وبعض الأجسام ترتبط بسهولة مع أجسام أخرى لتشكل حالات مرتبطة أكبر وأكثر تعقيدًا. ومع ذلك، في جوهرها، فإن الإلكترونات التي تملأ أو لا تملأ مستويات الطاقة هي التي تحدد خصائص الجسم بشكلٍ أكثر أهمية من أي شيء آخر.

المدارات الذرية في حالتها الأرضية (أعلى يسار)، بالإضافة إلى حالات الطاقة الأقل تالية مع التقدم نحو اليمين ثم نحو الأسفل. هذه التكوينات الأساسية تحكم كيفية تصرف الذرات وممارسة القوى الذرية بينها.

ومع ذلك، عندما تجمع جسمين مختلفين – مثل جسمك والكرسي الذي تجلس عليه – تظل الذرات التي تتكون منها كل جسم جزءًا من كل جسم على حدة في معظم الظروف. ولا يخترق الجسمين بعضهما البعض أبدًا، على الرغم من أنهما فراغ في معظمه. قد تعتقد أن هناك سببين لذلك:

• الريبة الكمومية، التي تتسبب في انتشار الإلكترونات على حجم أكبر من الفضاء،
• والصدّ الكهروستاتيكي، الذي يُمكّن جميع الجسيمات المشحونة بنفس الشحنة، مثل الإلكترونات سالبة الشحنة، من التنافر مع بعضها البعض.

اجمع هذين المكونين معًا، وقد تفترض أنك حصلت على وصفة لجعل الذرات تُكوّن أجسامًا صلبة مستقلة.

إن عدم اليقين الكمي المتأصل في الإلكترونات يجعلها تشغل حجماً كبيراً (مقارنة بحجم نواة الذرة)، وعندما تربط الذرات معًا، تشغل سُحب الإلكترونات هذه مناطق أكبر من الفضاء. وبالمثل، نظرًا لأن الإلكترونات تشغل الأجزاء الخارجية من هذه الذرات والجزيئات، فإن عملية تقريب الأجسام المختلفة من بعضها البعض تعني أن إلكتروناتها تقترب جدًا من بعضها البعض. وبما أن الشحنات المتشابهة تتنافر، وجميع الإلكترونات تحمل نفس الشحنة السالبة المتأصلة فيها، فإن هذا يخلق قصة لكيفية تكوين الأجسام المكونة من ذرات صلبة على المقاييس الكلية.

من المقاييس الكلية وحتى المقاييس دون الذرية، لا تلعب أحجام الجسيمات الأساسية إلا دورًا صغيرًا في تحديد أحجام الهياكل المركبة. وما زال من غير المعروف ما إذا كانت اللبنات الأساسية جسيمات أساسية و/أو نقطية حقًا، لكننا نفهم الكون من المقاييس الكونية الكبيرة وحتى المقاييس دون الذرية الصغيرة. يمثل مقياس الإلكترونات والكواركات والغلونات الحد الأقصى لما تمكنّا من استكشافه في الطبيعة: حتى مقاييس تقارب 10^-19 متر، حيث تظل هذه الهياكل نقطية.

لسوء الحظ، يفشل هذا التفسير تمامًا. إن مزيجًا من عدم اليقين الكمي والتنافر الكهروستاتيكي لا يمكن بأي حال من الأحوال أن يفسر تجربة “المادة الصلبة” في حياتنا اليومية.

يتبين أن هذا مرتبط بمسألة لماذا المادة مستقرة على الإطلاق. يجب أن يكون سبباً ميكانيكياً كمياً؛ فقد كان معروفاً منذ القرن التاسع عشر أنه لا يمكن لأي نظام يتكون من جسيمات مشحونة أن يكون مستقراً بموجب قوانين الكهرومغناطيسية الكلاسيكية وحدها. ومع ظهور الميكانيكا الإحصائية، أصبحنا ندرك وجود طاقة حالة أرضية، أو حالة أقل طاقة، يمكن أن يمتلكها أي نظام من الجسيمات. وهذا أمر مهم، لأن أي جسم مادي هو أيضاً نظام من الجسيمات.

إذا كانت هذه الجسيمات شبيهة بالإلكترونات، بمعنى أنها تطيع الإحصائيات التي تطيعها الإلكترونات والجسيمات المشابهة لها، فإن أدنى حالة طاقة تتناسب مع عدد الجسيمات في النظام. ومع ذلك، إذا لم تكن هذه الجسيمات شبيهة بالإلكترونات (فرميونات) وكانت بدلاً من ذلك شبيهة بالفوتونات (بوزونات)، فإن طاقة تلك الحالة تكون أكبر بكثير: تتناسب ليس مع عدد الجسيمات في النظام، ولكن مع هذا العدد مرفوعًا إلى قوة 7/5. (أظهر ذلك لأول مرة [[LINK32]] فريمان دايسون عام 1967 [[LINK32]]، ثم تم [[LINK33]] إثباته بدقة من قبل جوزيف كونلون وإليوت ليب [[LINK33]].) إن القيمة الهائلة لتلك الطاقة، التي لا تزال تتبع قواعد عدم اليقين الكمي والتنافر الكهروستاتيكي، تعلمنا أن هذين العاملين، بمفردهما، لا يمكنهما تفسير صلابة المادة أو استقرارها.

يُظهر هذا الرسم التخطيطي بنية النموذج القياسي (بطريقة تُبرز العلاقات والأنماط الرئيسية بشكل أكثر اكتمالًا، وأقلّ إيحاءً بالخداع، من الصورة الأكثر شيوعًا القائمة على مربع 4×4 من الجسيمات). على وجه الخصوص، يُصوّر هذا الرسم التخطيطي جميع الجسيمات في النموذج القياسي (بما في ذلك أسماؤها الحرفية، وكتلها، ودوراناتها، واتجاهيتها، وشحناتها، وتفاعلاتها مع البوزونات المعيارية: أي، مع القوى القوية والضعيفة الكهرومغناطيسية). كما يُظهر دور بوزون هيغز، وهيكل كسر التناظر الكهروضعيف، مُشيرًا إلى كيف تُكسر قيمة التوقع الفراغي لـ هيغز التناظر الكهروضعيف، وكيف تتغير خصائص الجسيمات المتبقية نتيجة لذلك. لا تزال كتل النيوترينو غير مفسرة.

بدلاً من ذلك، نحن مُجبرون على النظر في الفرق بين هاتين الفئتين من الجسيمات: الفرميونات (سميت نسبةً إلى إنريكو فيرمي) والبوزونات (سميت نسبةً إلى ساتيندرا بوز). تتبع البوزونات – جسيمات مثل الفوتون، والغلون، وجسيمات أخرى ذات عدد صحيح للدوران – الرياضيات التي اعتدت عليها. ضع بوزونًا واحدًا في نظام، وستحصل على بوزون واحد في أقل حالة طاقة. ضع بوزونًا ثانيًا هناك، وستحصل على بوزونين في أقل حالة طاقة. ضع بوزونًا ثالثًا هناك، وسرعان ما سيكون هناك ثلاثة بوزونات في أقل حالة طاقة. وهكذا دواليك، حتى تتمكن من سماع صوت الكونت من برنامج سمسم ستريت وهو يقهقه، “آه، آه، آه”، في رأسك.

أما الفرميونات فلا. فالجسيمات التي لها دوران نصف صحيح، مثل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات، تطيع مجموعة مختلفة تمامًا من القواعد. ضع فرميونًا واحدًا في نظام، فسوف ينخفض إلى أدنى مستوى طاقة. ولكن ضع فرميونًا ثانيًا هناك، فلن يتمكن من الانخفاض إلى أدنى مستوى طاقة إلا إذا كانت حالة كمية غير مشغولة من قبل فرميون(ات) سابق(ة) هناك. وكلما أضفت المزيد من الفرميونات، ازداد النظام ازدحامًا، مما يعني أن الطريقة الوحيدة لتكديس المزيد من الفرميونات هناك هي أن تشغل مستويات طاقة أعلى وأعلى تدريجيًا داخل هذا النظام. وقد حدد هذه القاعدة الخاصة بالفرميونات فولفغانغ باولي، والمبدأ الذي يقوم عليه — مبدأ استبعاد باولي — هو إحدى الحقائق الكونية الكبرى التي لا مفر منها في كوننا الكمي.

يمنع مبدأ استبعاد باولي فرميونين من التعايش في نفس النظام الكمومي بنفس الحالة الكمومية. ولا ينطبق هذا المبدأ إلا على الفرميونات، مثل الكواركات واللبتونات. ولا ينطبق على البوزونات، وبالتالي لا يوجد حد، على سبيل المثال، لعدد الفوتونات المتطابقة التي يمكن أن تتعايش في نفس الحالة الكمومية. وهذا هو السبب في أن البقايا النجمية المحتوية على فرميونات، مثل الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية، تستطيع مقاومة الانهيار الجاذبي، حيث يحد مبدأ استبعاد باولي من حجم عدد محدود من الفرميونات التي يمكن أن تشغله.

كل ذلك جيد ورائع لكل نظام كمومي فردي. ولكن الآن، ماذا يحدث عندما تجمع نظامين، أو جسمين، مصنوعين كل منهما من الذرات في اتصال مع بعضهما البعض؟ بالتأكيد، لا تزال هناك عدم يقين كمومي ولا يزال هناك تنافر كهروستاتيكي، ولكن الآن هناك عامل حاسم ثالث في اللعب: قاعدة استبعاد باولي التي تنطبق على الإلكترونات. عندما تضغط بإبهامك على مقعد كرسيك، فإن الإلكترونات الموجودة في إبهامك تشغل بالفعل جميع الحالات الأقل طاقة المتاحة لها. وبالمثل، فإن الإلكترونات الموجودة في الكرسي تشغل بالفعل جميع الحالات الأقل طاقة المتاحة لها.

هذا يعني أن فعل “دفع” إبهامك إلى الكرسي يعادل محاولة دفع تلك الإلكترونات المشغولة إلى نفس الحالة الكمية لبعضها البعض: لتداخل مستويات طاقتها. لكن هذه المستويات ممتلئة؛ لا يمكنك وضع المزيد من الإلكترونات هناك! يجب رفع إلكترونات الكرسي إلى طاقات أكبر من أجل التحرك إلى (أو عبر) إبهامك، ويجب رفع إلكترونات إبهامك إلى طاقات أكبر من أجل التحرك إلى (أو عبر) كرسيك. بغض النظر عن قوتك، ليس لديك ببساطة ما يكفي من القوة في جسمك للتغلب على مبدأ استبعاد باولي بهذه الطريقة.

وهذا، ببساطة، هو كيف تحصل على خاصية “المانع للنفاذ” المتأصلة في الأجسام الصلبة.

مستويات الطاقة ووظائف الموجات الإلكترونية التي تتوافق مع حالات مختلفة داخل ذرة الهيدروجين، على الرغم من أن التكوينات متشابهة للغاية لجميع الذرات. تُكمَم مستويات الطاقة بمضاعفات ثابت بلانك، ولكن أحجام المدارات والذرات يحددها مستوى الطاقة الأرضية وكتلة الإلكترون. لا يمكن إلا لإلكترونين، أحدهما مغزله لأعلى والآخر مغزله لأسفل، أن يشغلا كلًا من هذه مستويات الطاقة وذلك وفقًا لمبدأ استبعاد باولي، بينما يجب أن تشغل الإلكترونات الأخرى مدارات أعلى وأكثر اتساعًا. عند الانتقال من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى طاقة أدنى، يجب عليك تغيير نوع المدار الذي تتواجد فيه إذا كنت ستبعث فوتونًا واحدًا فقط، وإلا ستنتهك قوانين حفظ معينة لا يمكن كسرها.

ماذا يحدث إذًا إذا دفعت بأقصى ما تستطيع؟ اتضح أنه من الأسهل في الواقع كسر الروابط بين الذرات من مرور الذرات عبر بعضها البعض، مما يعني أنك من المرجح أن تكسر كرسيك (أو تكسر إبهامك) قبل أن تتغلب على مبدأ استبعاد باولي. ولهذا السبب بالذات، عندما تستخدم جسمًا حادًا جدًا، مثل سكينًا مُشحذًا، فإنه “يقطع” الروابط التي تربط الذرات معًا، بدلاً من مجرد المرور عبر الأشياء التي يتلامس معها. قد يكون الإلكترون متواضعًا للغاية من حيث الجسيمات، لكن نظرًا لكونه فرميونًا، فله خاصية لا تصدق تتمثل في منع جميع فرميونات متطابقة أخرى (أي إلكترونات أخرى) من احتلال الحالة الكمية التي يوجد بها.

هذا النوع من الضغط، المعروف باسم ضغط الانحطاط، يمنع حتى أنوية الكواكب والنجوم، وبقايا النجوم مثل الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية من الانهيار. أما الأماكن الوحيدة حرفيًا في الكون التي لا ينطبق فيها مبدأ استبعاد باولي على الأجسام المصنوعة من الذرات فهي الثقوب السوداء: حيث توجد كمية هائلة من المادة مكثفة في منطقة صغيرة جدًا من الفضاء لدرجة أن الضوء نفسه ممنوع من الهروب من تلك المنطقة. ينطبق نفس المبدأ لمنع الذرات، على الرغم من أنها في معظمها فراغ، من اختراق بعضها البعض، وبدوره يمنح المادة “صلابتها” التي ألفناها.

لا يزال كل من الأقزام البيضاء، والنجوم النيوترونية، وحتى النجوم الغريبة من الكواركات، تتكون من فرميونات. يساعد ضغط انحطاط باولي في دعم البقايا النجمية ضد الانهيار الجذبوي، مما يمنع تكون ثقب أسود. يُعتقد أن شكلاً غريباً من المادة، وهو بلازما الكواركات والغلونات، موجود داخل أكثر النجوم النيوترونية ضخامة، حيث ترتفع درجات الحرارة إلى ما يقارب تريليون (10^12) كلفن في الداخل.

لا يُفسّر مبدأ استبعاد باولي فقط سبب تماسك المادة، بل أيضًا سبب احتلالها للكمية من الفراغ التي تحتلها. مرة أخرى: ليس مبدأ عدم اليقين والتنافر الكهروستاتيكي فقط هما المسؤولان عن الحجم؛ فلو كانت المادة مصنوعة من البوزونات، لما احتلت الفراغ بالطريقة نفسها التي تحتلها عندما تكون مصنوعة من الفرميونات. وكما كتبت في وقت سابق من هذا العام:

“يُعزى صغر حجم ذرة الهيدروجين إلى أن إلكترونها الوحيد موجود في أدنى مستوى طاقة ممكن، وهو مستوى الأرضية. أما الأنوية الذرية الأثقل، مثل الكربون والأكسجين والفوسفور أو الحديد، فلديها بروتونات أكثر في نواتها، مما يتطلب أعدادًا أكبر من الإلكترونات بداخلها. وإذا امتلأت جميع حالات الكم منخفضة الطاقة بالإلكترونات، فيجب على الإلكترونات اللاحقة أن تشغل حالات طاقة أعلى، مما يؤدي إلى مدارات إلكترونية أكبر (في المتوسط) وذرات “أكثر انتفاخًا” تشغل أحجامًا أكبر. […] كلما زاد عدد البروتونات في نواة ذرتك، زاد عدد الإلكترونات التي تدور حول محيط ذرتك. وكلما زاد عدد الإلكترونات، زاد عدد حالات الطاقة التي يجب شغلها. وكلما ارتفع مستوى طاقة أعلى الإلكترونات طاقة في ذرتك، زاد الحجم المادي الذي يجب أن تشغله ذرتك.”

طالما أن المادة تتكون من فرميونات، فإنها تكون غير قابلة للاختراق من قبل أجسام أخرى تتكون أيضًا من نفس نوع المادة فرميونية. ولمن ظن أن مبدأ استبعاد باولي ليس بالأمر المهم، تذكروا هذا: لولا ذلك المبدأ، والطبيعة فرميونية للمادة، لكان شيء بسيط مثل “الجلوس على كرسي” مستحيلاً مادياً!

يُقرّ المؤلف بفضل كتاب مات ستراسلر الممتاز، أمواج في بحر مستحيل، لسرده سبب، وقصة، تجربة كون المادة صلبة وغير قابلة للاختراق.

هذا القسم الأخير من مقال أطول.
المحتوى: “