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El principio de incertidumbre también se denomina principio de incertidumbre de Heisenberg. Werner Heisenberg descubrió un secreto del universo: Nada tiene una posición definida, una trayectoria definida o un momento definido. Intentar fijar una cosa en una posición definida hará que su momento esté menos fijado, y viceversa. En la vida cotidiana, podemos medir con éxito la posición de un automóvil en un momento determinado y, a continuación, medir su dirección y velocidad (suponiendo que se desplaza a un ritmo constante) en los momentos siguientes. Esto se debe a que las incertidumbres en la posición y la velocidad son tan pequeñas que no podríamos detectarlas. Suponemos, con toda razón, que la trayectoria del automóvil no cambiará notablemente cuando dejemos caer un marcador en el suelo y pulsemos un cronómetro al mismo tiempo para anotar la posición del coche en el tiempo y el espacio.
Consecuencias inesperadas del rasgo de incertidumbre de la naturaleza apoyan nuestra comprensión de cosas como la fisión nuclear, cuyo control dio a los humanos una nueva y muy poderosa fuente de energía, y la tunelización cuántica, que es un principio de funcionamiento de los semiconductores que son tan importantes para la informática moderna y otras tecnologías.
Teoría cuántica
En mecánica cuántica, el principio de incertidumbre (también conocido como principio de incertidumbre de Heisenberg) es cualquiera de una variedad de desigualdades matemáticas[1] que afirman un límite fundamental a la precisión con la que los valores de ciertos pares de cantidades físicas de una partícula, como la posición, x, y el momento, p, pueden predecirse a partir de las condiciones iniciales.
Tales pares de variables se conocen como variables complementarias o variables canónicamente conjugadas; y, dependiendo de la interpretación, el principio de incertidumbre limita hasta qué punto tales propiedades conjugadas mantienen su significado aproximado, ya que el marco matemático de la física cuántica no admite la noción de propiedades conjugadas simultáneamente bien definidas y expresadas por un único valor. El principio de incertidumbre implica que, en general, no es posible predecir el valor de una cantidad con una certeza arbitraria, incluso si se especifican todas las condiciones iniciales.
Introducido por primera vez en 1927 por el físico alemán Werner Heisenberg, el principio de incertidumbre afirma que cuanto más precisa sea la posición de una partícula, menos precisa será la predicción de su momento a partir de las condiciones iniciales, y viceversa. En el artículo publicado en 1927, Heisenberg concluye que el principio de incertidumbre fue originalmente
Qué es la entropía
Al contrario de lo que se enseña a muchos estudiantes, la incertidumbre cuántica puede no estar siempre en el ojo del espectador. Un nuevo experimento demuestra que la medición de un sistema cuántico no introduce necesariamente la incertidumbre. El estudio echa por tierra una explicación habitual en las aulas de por qué el mundo cuántico parece tan difuso, pero el límite fundamental de lo que se puede conocer a las escalas más pequeñas permanece inalterado.
La base de la mecánica cuántica es el principio de incertidumbre de Heisenberg. En pocas palabras, el principio afirma que hay un límite fundamental en lo que se puede saber sobre un sistema cuántico. Por ejemplo, cuanto más se conoce la posición de una partícula, menos se puede saber sobre su momento, y viceversa. El límite se expresa en forma de una sencilla ecuación que es fácil de demostrar matemáticamente.
En ocasiones, Heisenberg explicó el principio de incertidumbre como un problema de realización de mediciones. Su experimento mental más conocido consistía en fotografiar un electrón. Para tomar la fotografía, un científico podría hacer rebotar una partícula de luz en la superficie del electrón. Esto revelaría su posición, pero también impartiría energía al electrón, haciendo que se moviera. El conocimiento de la posición del electrón crearía incertidumbre en su velocidad, y el acto de medición produciría la incertidumbre necesaria para satisfacer el principio.
La física cuántica explicada
Howard Wiseman es director del Centro de Dinámica Cuántica de la Universidad de Griffith y jefe de investigación del Centro de Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación (un centro de excelencia del Consejo Australiano de Investigación). Su grupo de investigación también está financiado por el ARC a través de los proyectos Discovery, por la Fundación Templeton y por el Instituto Perimeter de Física Teórica (Canadá). No tiene otras afiliaciones, fuentes de financiación o intereses financieros relevantes.
El término “principio de incertidumbre” sugiere una gran idea filosófica, como “nunca se puede estar seguro de nada”, o “hay algunas cosas de las que nunca se puede estar seguro”, y a veces la gente lo utiliza como si esto fuera lo que se quiere decir.
En realidad, este principio, descubierto por el físico teórico alemán Werner Heisenberg en 1927, tiene un significado técnico preciso que suele ser relevante sólo para las partículas microscópicas. Pero tiene implicaciones en la forma de entender el universo y nuestra relación con él, y también en las nuevas tecnologías del siglo XXI.