はじめに
うんこで笑える大人になりたい、うんこで笑える大人でありたい、ニワトリさんです。
いきなりですが、「原子軌道」と聞いて何をイメージするでしょうか?

中心のつぶつぶの周りをいくつかの粒たちが太陽系の惑星みたいにぐるぐると回っている図を思い出す人もいらっしゃるのではないでしょうか?
あるいは「何のこっちゃ。」と思う人もいるかもしれません。
おそらく道を歩くクソド紳士におもむろに「原子軌道」と問われても、リアクションはその2パターンを伴うものになるかと思います。
原子軌道とは?
原子核の周りを電子がぐるぐる回っている図について
よく見られるこの図、中心のつぶつぶは「原子核」と呼ばれ、色が2色なのは「陽子」と「中性子」の2成分で構成されているためです。
原子核の周辺に距離を空けて存在している青のつぶつぶは「電子」といいます。
この「陽子」、「中性子」、「電子」で構成されたものを「原子」と呼びます。
これらは例えば水素なら「陽子1個、中性子0個、電子1個」で、ヘリウムなら「陽子2個、中性子2個、電子2個」といった具合に基本的には元素によって決まった数を持ちます。
宇宙の恒星と惑星みたいな巨視的な現象が、原子のミクロな世界でも起きているようで、結構しっくりきますが、実はこの図は半分正解で半分間違いです。
それは一体何故??
この図で説明できることもあれば、説明がつかないこともあるからです。
電子は霧の中のどこかにいる
先ほど、電子が原子核の周りを回っている図は半分間違いと言いましたが、なぜ間違いなのでしょうか。
理由は「私たちは電子の粒の居場所を特定することができないため。」です。
先ほどの原子モデルでは電子は原子核の周りに粒として、確かにその場所に点々と存在していました。
でも実際は電子とは「その場所に電子がいるかもね〜。」っていうことしか分かりません。
例えて言うと、同じクラスの2人が教室の中にいるけれど、廊下から扉の閉まった教室を眺めているだけでは、それが田中さんなのか山田さんなのか、また、2人は教室のどこに居るのかまでは分からない。といった感じです。
話を原子に戻すと、電子は原子核の周りを取り巻いた霧の中のどこかに存在する可能性が高く、その「霧」のことを「軌道」と呼びます。
観察するまでは全ての確率が同時に重なり合っている
先ほど、電子の居場所は確率でしか説明できないことを述べました。
ここで言う「一つの電子」はあらゆる空間に存在する可能性があり、そしてその一つを観察する前は存在し得る空間中に重なり合って存在しているものと考えられています。
その電子一つが存在し得る空間を軌道と呼び、それは先ほど例えた「霧」であり、「教室」なわけです。
軌道は「トイレの個室」で電子は「うんこしている人」だ

職場のトイレに例えましょう。
あなたは仕事中に尿意を催しトイレに入ると、うんこの個室が閉まっており誰かが大便器を使用しているようです。
もちろん誰が入っているのかは、ことを為し終え出てくる人をあなたが目視しなければ分かりません。
これを原子軌道風に説明すると、次のようなことが起こっていることになります。
「個室の中で自分以外の職場の同性社員が重なり合った状態でうんこしている。」
ありえない話ですが、想像するとなかなかインパクトのある情景なので、イメージは掴みやすいのではないでしょうか。
シュレディンガーの猫だって人間と同じで食ってうんこする動物です。
以上、そんな話でした。


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