Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

En 1926 Werner Heisenberg formuló el famoso principio de incertidumbre, donde: “Para poder predecir la posición y la velocidad futuras de una partícula, hay que ser capaz de medir con precisión su posición y velocidades actuales. El modo obvio de hacerlo es iluminando con luz la partícula. Algunas de las ondas luminosas serán dispersadas por la partícula, lo que indicará su posición. Sin embargo, uno no podrá ser capaz de determinar la posición de la partícula con mayor precisión que la distancia entre dos crestas consecutivas de la onda luminosa, por lo que se necesita utilizar luz de muy corta longitud de onda para poder medir la posición de la partícula con precisión. Pero, según la hipótesis de Planck, no se puede usar una cantidad arbitrariamente pequeña de luz; se tiene que usar como mínimo un cuanto de luz. Este cuanto perturbará la partícula, cambiando su velocidad en una cantidad que no puede ser predicha. Además, cuanto con mayor precisión se mida la posición, menor habrá de ser la longitud de onda de la luz que se necesite y, por lo tanto, mayor será la energía del cuanto que se haya de usar. Así la velocidad de la partícula resultará fuertemente perturbada. En otras palabras, cuanto con mayor precisión se trate de medir la posición de la partícula, con menor exactitud se podrá medir su velocidad, y viceversa. Heisenberg demostró que la incertidumbre en la posición de la partícula, multiplicada por la incertidumbre en su velocidad y por la masa de la partícula, nunca puede ser más pequeña que una cierta cantidad, que se conoce como constante de Planck. Además este límite no depende de la forma en que uno trata de medir la posición o la velocidad de la partícula, o del tipo de partícula: el principio de incertidumbre de Heisenberg es una propiedad fundamental, ineludible, del mundo.”

¿Qué es el Principio de Incertidumbre de Heisenberg?

Heisenberg observó que la hipótesis de Planck implica que cuanto mayor es la precisión con que intentamos medir la posición de una partícula, menor es la precisión con que podemos medir su velocidad, y viceversa.

En términos más precisos, demostró que la incertidumbre en la posición de una partícula multiplicada por la incertidumbre en su cantidad de movimiento (masa por velocidad) siempre debe ser mayor que la constante de Planck, que es una magnitud estrechamente relacionada con el contenido de energía de un cuanto de luz.

El principio en el laboratorio (ejemplo práctico)

Bibliografía

Hawking, Stephen. (1993). Historia del Tiempo. Del Big Bang a los Agujeros Negros. Barcelona, España: RBA Editores. pp. 82-83

Hawking, Stephen. (2002). El Universo en una Cáscara de Nuez. Barcelona, España: EGEDSA. pp. 42-43