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Princípio da Incerteza de Heisenberg

1927
  • Werner Heisenberg
Físico analisando modelo de partícula em laboratório vintage, Princípio da Incerteza de Heisenberg.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

É impossível conhecer simultaneamente com precisão perfeita certos pares de propriedades físicas complementares de uma partícula. O exemplo mais comum é a posição [latex]x[/latex] e o momento [latex]p[/latex]. O princípio afirma que o produto de suas incertezas, [latex]Delta x[/latex] e [latex]Delta p[/latex], deve ser maior ou igual a um valor específico: [latex]Delta x Delta p ge frac{hbar}{2}[/latex].

O Princípio da Incerteza de Heisenberg é um princípio fundamental da mecânica quântica, não uma afirmação sobre as limitações da tecnologia de medição. Ele reflete uma propriedade inerente dos sistemas quânticos. O princípio surge da natureza ondulatória de todos os objetos quânticos. A posição e o momento de uma partícula são descritos por sua função de onda. Uma função de onda altamente localizada no espaço (Δx pequeno) é necessariamente composta por uma ampla superposição de muitas ondas de momento diferentes, resultando em uma grande incerteza no momento (Δp grande). Por outro lado, uma função de onda com um momento bem definido (Δp pequeno) deve ser uma onda espacialmente dispersa, levando a uma grande incerteza na posição (Δx grande).

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 Quântica

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Mecânica matricial (1925)
  • Wave mechanics (Schrödinger, 1926)
  • Análise de Fourier
  • Regra de Born (interpretação probabilística da função de onda, 1926)

Aplicações

  • Entendendo a estabilidade dos átomos
  • Explicando o tunelamento quântico
  • Estimativa do tamanho e da energia dos estados fundamentais atômicos
  • fundamental limits in quantum measurement and signal processing
  • quantum cryptography

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: princípio da incerteza, Werner Heisenberg, mecânica quântica, variáveis ​​conjugadas, posição, momento, função de onda, medição quântica.

Contexto histórico

Princípio da Incerteza de Heisenberg

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

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