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)

Il est impossible de connaître simultanément avec une précision parfaite certaines paires de propriétés physiques complémentaires d'une particule. L'exemple le plus courant est celui de la position [latex]x[/latex] et de la quantité de mouvement [latex]p[/latex]. Le principe stipule que le produit de leurs incertitudes, [latex]\Delta x[/latex] et [latex]\Delta p[/latex], doit être supérieur ou égal à une valeur spécifique : [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).

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
- Physique quantique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Mécanique matricielle (1925)
  • Wave mechanics (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
  • fundamental limits in quantum measurement and signal processing
  • quantum cryptography

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

En raison du trafic généré par les robots de scraping, actuellement supérieur à 40 000 par jour, ce contenu est réservé aux membres de la communauté.
> Connexion < ou > Registre < (100% gratuit) pour y accéder, ainsi qu'à tous les autres contenus et outils à accès restreint.

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
1930
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)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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