Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Principe d'incertitude de Heisenberg

Principe d'incertitude de Heisenberg

1927
  • Werner Heisenberg
Physicien analysant un modèle de particule dans un laboratoire vintage, principe d'incertitude d'Heisenberg.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

It is impossible to simultaneously know with perfect accuracy certain pairs of complementary physical properties of a particle. The most common example is the position [latex]x[/latex] and momentum [latex]p[/latex]. The principle states that the product of their uncertainties, [latex]\Delta x[/latex] and [latex]\Delta p[/latex], doit be greater than or equal to a specific value: [latex]\Delta x \Delta p \ge \frac{\hbar}{2}[/latex].

Le principe d'incertitude d'Heisenberg est un principe fondamental de la mécanique quantique, et non une simple constatation des limitations des techniques de mesure. Il reflète une propriété inhérente aux systèmes quantiques. Ce principe découle de la nature ondulatoire de tous les objets quantiques. La position et l'impulsion d'une particule sont décrites par sa fonction d'onde. Une fonction d'onde fortement localisée dans l'espace (Δx petit) est nécessairement composée d'une large superposition de nombreuses ondes d'impulsion différentes, ce qui engendre une grande incertitude sur l'impulsion (Δp grand). Inversement, une fonction d'onde dont l'impulsion est bien définie (Δp petit) est nécessairement une onde spatialement étendue, ce qui conduit à une grande incertitude sur la position (Δx grand).

Le principe s'applique à toute paire de variables conjuguées, qui sont liées par Fourier Les transformations dans le formalisme mathématique de la mécanique quantique constituent un autre couple important. L'énergie (E) et le temps (t) sont liés par la relation ΔE Δt ≥ ħ/2. Ceci implique que l'énergie d'un état éphémère ne peut être déterminée avec précision. Il en résulte des conséquences profondes, comme la possibilité de créer temporairement des « particules virtuelles » en théorie quantique des champs, qui interviennent dans les forces fondamentales. Le principe d'incertitude limite fondamentalement le déterminisme de la physique classique, le remplaçant par une description probabiliste de la nature aux échelles les plus infimes.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Physique quantique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Mécanique matricielle (1925)
  • Mécanique des ondes (Schrödinger, 1926)
  • Analyse de Fourier
  • Règle de Born (interprétation probabiliste de la fonction d'onde, 1926)

Applications

  • comprendre la stabilité des atomes
  • explication de l'effet tunnel quantique
  • estimation de la taille et de l'énergie des états fondamentaux atomiques
  • limites fondamentales dans la mesure quantique et traitement du signal
  • quantique cryptographie

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • unclonable physical keys for cryptography based on quantum states
  • sensors that exploit quantum fluctuations for ultra-sensitive detection
  • noise-cancellation technology for quantum computers
  • methods for ‘squeezing’ quantum uncertainty for precision measurement
  • stochastic computing architectures inspired by quantum indeterminacy
  • virtual particle-based energy generation concepts
  • quantum random number generators
  • secure communication protocols that detect eavesdropping via measurement disturbance
En lien avec : principe d'incertitude, Werner Heisenberg, mécanique quantique, variables conjuguées, position, impulsion, fonction d'onde, mesure quantique.

Contexte historique

Principe d'incertitude de Heisenberg

1925
1926
1926
1927
1927
1930
1930
1924
1925
1926
1927
1927
1930
1930
1930

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.