在過去的很長一段時間里，人們都認為原子是構成物質的最小微粒，直到19世紀末，人們才開始意識到原子也有內部構造，它們由原子核和電子構成，而隨著研究的深入，人們更是驚訝地發現，原子內部其實是很空曠的，可以說原子內有%以上都是空的。

為了方便理解原子的空曠程度，我們不妨來看一個具體的例子，我們知道，氫原子是結構最簡單的原子，它的原子核其實就是一個質子，在它的核外空間中，只有一個電子在圍繞著原子核運行。

【資料圖】

測量數據表明，一個處于基態的氫原子的半徑約為乘以10的負10次方米，而質子的半徑為乘以10的負15次方米，簡單計算可知，其原子半徑是原子核半徑的大約63385倍，至于電子的半徑，目前暫時沒有具體的測量值，但可以確定的是，電子的半徑不會超過10的負16次方米。

也就是說，假如我們把一個處于基態的氫原子的半徑放大成500米，那么按照同樣的比例放大之后，其原子核的半徑也僅為大約厘米，這與我們常見的玻璃彈珠差不多，而電子的半徑在放大之后，卻最多只有1毫米。

據此我們可以清楚地看到原子的內部有多空曠，那么在原子內部的空間里，除了原子核和電子之外，還存在著什么呢？或許有人會認為，那里存在著空氣，但實際情況卻并非如此，要知道從微觀層面來看，空氣本身就是一大堆的原子，并且這些原子中的絕大部分還結合成了氣體分子，顯而易見的是，我們不可能把一個原子塞進另一個原子里面去，所以原子內部是不可能存在空氣的。

既然如此，那除了原子核和電子之外，原子內部的空間就是絕對真空嗎？答案是否定的，下面我們就來簡單了解一下，那里存在著什么。

一、光子

正如我們所知，原子核帶正電荷，電子則帶負電荷，這兩者之間的電磁相互作用是原子維持結構穩定的重要因素，那原子核和電子之間的電磁相互作用是通過什么途徑來傳遞的呢？答案就是光子，根據粒子物理學中的標準模型，光子正是電磁相互作用的“媒介粒子”。

另一方面來講，當原子中的電子從高能級躍遷到低能級時，也有一個釋放光子的過程，因此可以說，在原子內部的空間里是有光子存在的。

二、中微子

中微子是一種極為微小的基本粒子，它們的質量和體積比電子還要小得多，所以引力對中微子可以忽略不計，更重要的是，中微子不會參與電磁相互作用和強相互作用，而只會參與弱相互作用，要知道弱相互作用是發生在原子核內的夸克層面上的，而中微子一頭撞上原子核的概率微乎其微，因此在絕大多數的時候，中微子都可以在原子內部的空間中直接穿過。

宇宙中的那些恒星，隨時都會產生數量極為龐大的中微子，比如說太陽每秒鐘產生的中微子，其數量級就高達10的38次方，以至于地球上每平方厘米的面積，每秒鐘通過的中微子數量級可以高達10的10次方，據此我們不難推測出，在原子的內部，經常會出現中微子的“身影”。

三、原子核衰變產生的各種粒子

宇宙萬物都會自發地趨向于最穩定的狀態，原子核也不例外，所以當一個原子核處于不太穩定的狀態時，它就有可能會發生衰變，進而向更穩定的狀態轉變，在此過程中，原子核就會釋放出多種粒子。

比如說當原子核發生α衰變時，會釋放出一個由兩個中子和兩個質子組成的α粒子（也就是氦-4原子核），而當原子核發生β衰變（或正β衰變）時，會釋放出電子（或正電子）、同時還會釋放出中微子，而這些粒子就會在原子內部的空間中短暫地存在。

四、希格斯場

上世紀60年代，物理學家彼得.希格斯（Peter Higgs）提出理論稱，宇宙中有一種無處不在的場，其作用是給所有的基本粒子賦予質量，我們可以簡單地將其理解為，這種場就像是一種無形的液體，當基本粒子在其中運動時，就可能會受到它的“阻力”，而這種“阻力”的大小其實就是我們所說的質量。

希格斯提出的這種場就被稱為希格斯場，他認為不同的基本粒子與希格斯場的相互作用強度各不相同，因此它們的質量也不同，而有些基本粒子不會與希格斯場相互作用，所以它們的質量（準確地說是靜質量）就為零，比如說光子。

2013年，歐洲核子研究組織（CERN）證實了希格斯場是真實存在的。所以顯而易見的是，電子是有質量的基本粒子，而構成原子核的中子和質子的夸克，也是有質量的基本粒子，因此在原子內部的空間中，當然也存在著希格斯場。

五、引力子

引力、電磁力以及強、弱相互作用力，并稱為宇宙中的四大基本力，在它們之中，有三種基本力的“媒介粒子”已被科學家確定，即電磁力通過光子傳遞，強相互作用力通過膠子傳遞，弱相互作用力通過W±玻色子和Z玻色子傳遞，所以科學家推測，引力也應該是由一種“媒介粒子”來傳遞的，而這種假想中的粒子就被稱為引力子。

據此我們也可以做這樣一種推測：原子核和電子都是有質量的，而只要有質量，就可以產生引力，所以原子核和電子之間是有引力的，盡管這種引力微小到可以忽略不計，但它們確實是存在的，因此可以說，如果引力子真的存在，那在原子內部的空間里，也有它們的“身影”。

小結

綜上所述，我們可以看到，盡管原子內有%以上都是空的，但那里并不是絕對真空。就目前的情況來看，我們人類對原子內部的微觀世界了解得并不算多，期待在未來日子里，科學家能夠發現原子內部更多的秘密。

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