¿Cómo entender el "principio de incertidumbre" de Heisenberg?
¿El principio de incertidumbre propuesto por el físico alemán Heisenberg en 1927 es producto de la mecánica cuántica[1]?. Este principio establece que existen límites para determinar con precisión la posición y el momento de un electrón alrededor de una partícula, como un átomo [1] ?. Esta incertidumbre proviene de dos factores: primero, el acto de medir algo inevitablemente perturbará esa cosa, cambiando así su estado; segundo, porque el mundo cuántico no es concreto, pero basado en la probabilidad, es más preciso determinar con precisión el estado; una partícula. Limitaciones profundas y fundamentales.
El principio de incertidumbre de Heisenberg se demuestra mediante algunos experimentos. Imagine usar un microscopio de rayos gamma para observar las coordenadas de un electrón. Debido a que la capacidad de resolución del microscopio de rayos gamma está limitada por la longitud de onda λ, cuanto más corta sea la longitud de onda λ de la luz utilizada, mayor será la resolución del microscopio. ¿Cómo determinar el grado de incertidumbre de las coordenadas del electrón? ¿Cuanto más pequeño es, entonces?. Pero, por otro lado, cuando la luz irradia electrones, puede verse como una colisión entre cuantos de luz y electrones. Cuanto más corta es la longitud de onda λ, mayor es el momento de los cuantos de luz, por lo que hay ?.
Otro ejemplo es medir la posición y la velocidad de una partícula al iluminarla. Una parte de la onda de luz es dispersada por la partícula, indicando así su posición. Pero es imposible determinar la posición de la partícula en un grado menor que la distancia entre los dos picos de onda de la luz, por lo que para determinar con precisión la posición de la partícula, se debe utilizar luz de longitud de onda corta.
Pero según la hipótesis cuántica de Planck, no se puede utilizar una cantidad de luz arbitrariamente pequeña: hay que utilizar al menos un cuanto de luz. Este cuanto perturba la partícula y cambia su velocidad de forma imprevista.
Entonces, en pocas palabras, si quieres determinar la posición precisa de un cuanto, necesitas usar una onda con la longitud de onda más corta. En este caso, la perturbación del cuanto será mayor. y la medición de la velocidad será menos precisa. Si desea medir con precisión la velocidad de un cuanto, tendrá que usar una onda con una longitud de onda más larga, por lo que su posición no se puede determinar con precisión.