Principio
enunciado en 1927 por el alemán Werner Heisenberg según el cual no puede ser
conocida con exactitud y simultáneamente la posición y la cantidad de
movimiento de un electrón.
El físico
alemán Werner K. Heisenberg es conocido sobre todo por formular el principio de
incertidumbre, una contribución fundamental al desarrollo de la teoría
cuántica. Este principio afirma que es imposible medir simultáneamente de forma
precisa la posición y el momento lineal de una partícula. Heisenberg fue
galardonado con el Premio Nobel de Física en 1932. El principio de
incertidumbre ejerció una profunda influencia en la física y en la filosofía
del siglo XX.
El principio de incertidumbre desempeñó
un importante papel en el desarrollo de la mecánica cuántica y en el progreso
del pensamiento filosófico moderno.
En mecánica cuántica, la
relación de indeterminación de Heisenberg o relación de incertidumbre de
Heisenberg afirma que no se puede determinar, simultáneamente y con precisión
arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la posición
y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. En otras
palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una
partícula, menos se conoce su cantidad de movimiento lineal. Este principio fue
enunciado por Werner Heisenberg en 1927.
Si se preparan varias copias
idénticas de un sistema en un estado determinado las medidas de la posición y
el momento variarán de acuerdo con una cierta distribución de probabilidad
característica del estado cuántico del sistema. Las medidas del objeto
observable sufrirá desviación estándar Δx de la posición y el momento Δp
verifican entonces el principio de incertidumbre que se expresa
matemáticamente como:
Donde: h es la
constante de Planck (para simplificar, (delta) suele
escribirse como ḣ)
Explicación
cualitativa de la relación de incertidumbre
Podemos entender mejor
este principio si pensamos en lo que sería la medida de la posición y velocidad
de un electrón: para realizar la medida (para poder "ver" de algún
modo el electrón) es necesario que un fotón de luz choque con el electrón, con
lo cual está modificando su posición y velocidad; es decir, por el mismo hecho
de realizar la medida, el experimentador modifica los datos de algún modo,
introduciendo un error que es imposible de reducir a cero, por muy perfectos
que sean nuestros instrumentos.
No obstante hay que recordar
que el principio de incertidumbre es una limitación sobre el tipo de
experimentos realizables, no se refiere a la sensibilidad del instrumento de
medida. No debe perderse de vista que la explicación "divulgativa"
del párrafo anterior no se puede tomar como explicación del principio de
incertidumbre.
Consecuencias de la
relación de incertidumbre
Este Principio supone
un cambio básico en nuestra forma de estudiar la Naturaleza, ya que se pasa de
un conocimiento teóricamente exacto (o al menos, que en teoría podría llegar a
ser exacto con el tiempo) a un conocimiento basado sólo en probabilidades y en
la imposibilidad teórica de superar nunca un cierto nivel de error.
El principio de
indeterminación es un resultado teórico entre magnitudes conjugadas (posición -
momento, energía-tiempo, etcétera). Un error muy común es decir que el
principio de incertidumbre impide conocer con infinita precisión la posición de
una partícula o su cantidad de movimiento. Esto es falso. El principio de
incertidumbre nos dice que no podemos medir simultáneamente y con infinita
precisión un par de magnitudes conjugadas.
Es decir, nada impide que
midamos con precisión infinita la posición de una partícula, pero al hacerlo
tenemos infinita incertidumbre sobre su momento.
ü Principio de Incertidumbre
de Heisenberg: “Es imposible determinar
simultáneamente la posición exacta y el momento exacto del electrón”
