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Principio de incertidumbre de Heisenberg

1927
  • Werner Heisenberg
Físico analizando un modelo de partículas en un laboratorio vintage, Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Es imposible conocer simultáneamente con perfecta exactitud ciertos pares de propiedades físicas complementarias de una partícula. El ejemplo más común es la posición [latex]x[/latex] y el momento [latex]p[/latex]. El principio establece que el producto de sus incertidumbres, [latex]\Delta x[/latex] y [latex]\Delta p[/latex], debe ser mayor o igual que un valor específico: [latex]\Delta x \Delta p \ge \frac{\hbar}{2}[/latex].

El principio de incertidumbre de Heisenberg es un principio fundamental de la mecánica cuántica, no una afirmación sobre las limitaciones de la tecnología de medición. Refleja una propiedad inherente de los sistemas cuánticos. El principio surge de la naturaleza ondulatoria de todos los objetos cuánticos. La posición y el momento de una partícula se describen mediante su función de onda. Una función de onda altamente localizada en el espacio (Δx) se compone necesariamente de una amplia superposición de muchas ondas de momento diferentes, lo que resulta en una gran incertidumbre en el momento (Δp). Por el contrario, una función de onda con un momento bien definido (Δp) debe ser una onda espacialmente extendida, lo que conlleva una gran incertidumbre en la posición (Δx).

The principle applies to any pair of ‘conjugate variables,’ which are related through Fourier transforms in the mathematical formalism of quantum mechanics. Another important pair is energy ([latex]E[/latex]) and time ([latex]t[/latex]), with the relation [latex]\Delta E \Delta t \ge \frac{\hbar}{2}[/latex]. This implies that the energy of a state that exists for only a short time cannot be precisely determined. This has profound consequences, such as allowing for the temporary creation of ‘virtual particles’ in quantum field theory, which mediate fundamental forces. The uncertainty principle fundamentally limits the determinism envisioned by classical physics, replacing it with a probabilistic description of nature at the smallest scales.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Física cuántica

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Mecánica matricial (1925)
  • Wave mechanics (Schrödinger, 1926)
  • Análisis de Fourier
  • Regla de Born (interpretación probabilística de la función de onda, 1926)

Aplicaciones

  • comprender la estabilidad de los átomos
  • Explicando el efecto túnel cuántico
  • Estimación del tamaño y la energía de los estados fundamentales atómicos.
  • fundamental limits in quantum measurement and signal processing
  • quantum cryptography

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: principio de incertidumbre, Werner Heisenberg, mecánica cuántica, variables conjugadas, posición, momento, función de onda, medición cuántica.

Contexto histórico

Principio de incertidumbre de Heisenberg

1925
1926
1926
1927
1930
1930
1930
1924
1925
1926
1927
1927
1930
1930
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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