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微观世界也有趣,每一颗原子都是一个太阳系

  如果以微观粒子的角度看世界,我们的周围会变得大不相同,因为周围的一切物质都会以原子、中子的形式呈现在眼前,一般我们把电子和电子以下的中子、质子和离子都认为是微观粒子。这样说可能表述更清楚一些:我们把物质世界分为两个尺度,被人熟知的太阳系、银河系等天体存在于一个空间的叫做大宇宙;而将粒子、电子或中微子这些无法被人类肉眼观察到的更小的微观世界称之为小宇宙。
  如果说大宇宙是整个世界最大的展示舞台,那么小宇宙就是更加神秘的潘多拉魔盒,其中隐藏着许多形形色色的微观粒子。无论二者是怎样的差别,它们都是构成世界的最重要部分之一,毕竟当我们看惯了耀眼的星空,转过身再望向更加深邃的微观粒子世界时,会不会认为更加的令人震撼呢?
  不少人感觉这些微观粒子十分拗口,再加上对其不了解,很容易对这些理论产生枯燥的想法并将目光转向宏大的宇宙。其实微观世界也同样有趣,每一颗原子都是一个"太阳系",原子核仿佛太阳,中子和电子就是围绕原子核运转的"行星"。微观世界也有许多有趣的现象,例如在原子的核外电子排布中需要遵循泡利原理,核外电子会先占领能量最低的轨道,然后才会依次向高能量轨道行进。以氧原子为例,即使这些电子之间没有丝毫差别也能看到它们排列整齐的一面,就像一群听话的小朋友坐座位,只有当前排的作为坐满才可以坐到最后一排。
  不只是原子,泡利原理甚至在中子和质子中也同样遵循,并且还提出了一个几乎总结性的规律:一个原子中没有任何两个电子能够拥有相同的量子态。我们可以将之理解为电子围绕原子核的排列方式是螺旋状的,并且每一个电子的后一个电子态都要更高一点,在排列紧密的同时又很整齐,就像银河系的旋转臂一样富有美感。
  泡利原理是量子力学中十分重要的基础理论之一,它解释了在一个原子中的两个任意粒子位置发生互换后,其波函数将完全反对称。由于这种对称性在更早阶段被认为是两种量子态完全相同的粒子,但我们从核外电子排布顺序可以看到一颗原子中根本不会存在量子态相同的粒子,泡利原理恰好解决了这一问题。
  那么泡利理论究竟有什么用呢?通俗来讲它在生活中几乎没有任何作用,就像数学中的三角函数一样,泡利理论只是一种原理,是一种最基础的证明。但它在量子力学中的作用极大,这种作用我们无法用语言特别形容,借助牛顿的话比喻就是"我们只是站在巨人的肩膀上",如果非要评价泡利理论,它可能就是那个"巨人"。

研究人员在厄瓜多尔发现了11种新的雨蛙英属哥伦比亚大学的博士生纳迪亚帕兹和天主教天主教大学的教授圣地亚哥罗恩发现了11种生活在厄瓜多尔安第斯山脉的原生动物蛙属的新物种。雨蛙是一个独特的群体,缺乏蝌蚪发育阶段。它们的卵产最新研究发现,乐观主义者睡得更好更久根据行为医学杂志上发表的一项新研究,越乐观的人往往会睡得更好更长。伊利诺伊大学教授罗莎巴埃尔南德斯说我们的研究结果显示,在调整了包括社会人口统计学特征健康状况和抑郁症状在内的一系列超级地球三重奏,围绕红矮星格利泽1061运行原创首发红点合作组织的天文学家已经探测到三颗岩石型系外行星围绕着格利泽1061飞行,这是距离太阳最近的第20颗恒星。最外层的行星格利泽1061d位于经典的液态水可居住区域内。红点天文学家试天文学家在土星的卫星泰坦上探测到丙二烯天文学家利用美国宇航局红外望远镜(IRTF)在我们太阳系最有趣的类地天体之一泰坦的平流层发现了丙二烯一种无色可燃气体,最著名的是专门焊接的燃料。土卫六是土星最大的卫星,它是一个富含天文学家深入观察木星的湍流的大气一个国际天文学家小组利用阿塔卡马大型毫米亚毫米阵列(ALMA)和一些基于空间和地面的光学射电望远镜,成功地深入观察了木星大气层。加州大学伯克利分校的研究人员艾姆克德帕特尔博士说阿尔世界上最大的鹦鹉生活在1900万年前的新西兰世界上最大的鹦鹉生活在1900万年前的新西兰,一个国际古生物学家小组发现了一只7公斤重的古鹦鹉的两块不完整的骨头,是已知最重的鹦鹉卡卡波(鹦鹉名)的两倍。重建赫拉克勒斯的未知世界,这项研究为利比亚沙漠玻璃的起源提供了新的线索利比亚沙漠玻璃是在埃及西部发现的一种天然玻璃,形成于2900万年前,但其起源仍有争议两种主要的形成假设包括陨石撞击熔化或大气大爆炸熔化。来自澳大利亚和奥地利的两位研究人员的一项新研再聊入侵物种红火蚁红火蚁源自南美洲的巴拉那河流域(包括巴西巴拉圭与阿根廷),但并非所有南美洲国家都有其踪迹,像是南美洲东西两侧则鲜少有出现红火蚁的状况。一般由人类的交通运输大自然的洪水昆虫的自然迁徙新发现的微生物将石油转化为甲烷MBIO杂志上发表的一篇新论文称,墨西哥湾深海石油渗漏中的古生菌(methanoliparia)将长链碳氢化合物分解成甲烷和二氧化碳。甲醇杆菌是地下环境中一种重要的产甲烷烷烃降解剂最新研究发现长时间的太空飞行改变了大脑的连通性一个由科学家组成的国际小组发现,一组宇航员经过长时间的太空飞行后,基于任务的大脑功能连接发生了变化。这一发现发表在生理学前沿杂志上。在这项研究中,认知研究HSE实验室的皮切恩科娃博更多确凿的证据表明火星的盖尔环形山曾经有一个巨大的咸水湖从它红色崎岖的表面看,火星就像一个没有生命的星球,既干燥又荒凉。但情况并非总是如此。美国宇航局的好奇号漫游者现在收集到更多证据,证明37亿年前盖尔环形山边缘曾有一个古老的咸水湖。加
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