Berührst du jemals wirklich etwas?

Drück deinen Finger auf den Tisch. Er bleibt stehen. Aber dein Finger besteht aus Atomen, der Tisch auch, und ein Atom hat überhaupt keine feste Oberfläche. Was also hält dich auf? Die bekannte Antwort lautet: Man berührt nie wirklich etwas, die Elektronen stoßen sich ab, und eigentlich schwebst du über deinem Stuhl. Dieses Video prüft diese Behauptung und zoomt hinein: von der Fingerkuppe zur Haut, zu Molekülen, zu einzelnen Atomen und ihren Elektronenwolken, und wieder zurück. Kurz gesagt: Ein Atom ist eine Wolke aus Elektronen um einen winzigen Kern, ohne Rand. Neutrale Atome ziehen sich auf Abstand leicht an. Presst man sie zusammen, beginnen ihre Wolken zu überlappen, und das Pauli-Prinzip macht diesen Überlapp teuer, und zwar steil ansteigend. Genau dieser Widerstand ist die Berührung. Einen Spalt gibt es nicht. Du berührst den Tisch. Was echt ist und was Modell • Die Hand und die Fingerkuppe sind Realaufnahmen. • Elektronenwolken, Kraftkurve und Mikroskop sind Modelle und Grafiken, im Bild gekennzeichnet und nicht maßstäblich. • Die Kraftkarte ist eine eigene Zeichnung nach Gross et al., Science 2009. Kapitel 0:00 Warum bleibt dein Finger stehen? 0:22 „Man berührt nie wirklich etwas“ 0:46 Hinein: die Haut 1:19 Was ein Atom wirklich ist 2:17 Zwei Atome begegnen sich 3:08 Das Pauli-Prinzip 4:01 Woher man das weiß 4:39 Berührst du nun? 5:26 Was du fühlst 5:40 Die Antwort Quellen Feynman, Leighton, Sands: The Feynman Lectures on Physics, Vol. I ch. 1; Vol. III ch. 2 and ch. 4 E. H. Lieb: The stability of matter, Rev. Mod. Phys. 48, 553 (1976); arXiv:math-ph/0401004 F. J. Dyson, A. Lenard: Stability of Matter I/II, J. Math. Phys. (1967/1968) L. Gross et al.: The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy, Science 325, 1110 (2009) S. Jarvis et al.: Pauli's Principle in Probe Microscopy, arXiv:1408.1026 N. Huloux et al.: How to Measure the Area of Real Contact of Skin on Glass, IEEE Trans. Haptics 14, 235 (2021) S. S. Ranade et al.: Piezo2 is the major transducer of mechanical forces for touch sensation in mice, Nature 516, 121 (2014) A. Girod et al.: Composition of fingermark residue, Forensic Sci. Int. 223, 10 (2012) Aufnahmen: Kaboompics.com und Kindel Media über Pexels. Grafiken, Animation, Musik und Sounddesign: eigene Arbeit. Sprecherstimmen: synthetisch.