¿En qué consiste el principio de incertidumbre de Heisenberg?

Todos sabemos que una partícula como el electrón puede ser tanto una onda como una partícula. Pero, ¿qué ocurre cuando no se observa? ¿Qué significa esto para la física cuántica? El principio de incertidumbre de Heisenberg es uno de los conceptos más importantes de la física, aunque parece contradecir nuestro sentido común. Dice que la posición y el momento de una partícula no pueden conocerse al mismo tiempo. Por ejemplo, si se sabe dónde está una pequeña partícula en el espacio, como un electrón que orbita alrededor de un núcleo, no se puede saber exactamente la velocidad a la que se mueve

Es uno de los conceptos más importantes de la física, aunque parece contradecir nuestro sentido común.

El principio de incertidumbre es uno de los conceptos más importantes de la física, aunque parece contradecir nuestro sentido común. No es algo que se pueda explicar con el sentido común, sino que es una suposición que hay que hacer para formular una teoría coherente y consistente de la mecánica cuántica.

Dice que no se puede conocer la posición y el momento de una partícula al mismo tiempo

El principio de incertidumbre de Heisenberg dice que la posición y el momento de una partícula no pueden conocerse al mismo tiempo. Cuanto más exactamente se conozca una, menos exactamente se conocerá la otra.

Fue formulado por Werner Heisenberg, que ganó el premio Nobel de física en 1932.

El principio de incertidumbre de Heisenberg es uno de los conceptos más importantes de la física. Se ha utilizado para explicar la relación entre la luz, los átomos y otras partículas, así como su movimiento, energía y momento.

Werner Heisenberg fue un físico alemán que ganó el Premio Nobel en 1932 por sus trabajos sobre la mecánica cuántica. El principio afirma que es imposible medir exactamente tanto la posición como el momento de cualquier objeto dentro de un cierto margen de error sin introducir un elemento de incertidumbre en sus mediciones.

Según este principio, hay un límite en cuanto a los detalles que se pueden conocer de una partícula.

No es así. Según este principio, hay un límite en los detalles que se pueden conocer sobre una partícula. El principio de incertidumbre se ha demostrado experimentalmente en múltiples ocasiones durante las últimas décadas. De hecho, es una de esas cosas que quizá aprendiste en física en el instituto, pero que no entendiste ni te importó porque sólo te enseñan lo básico en el instituto. Pero ahora eres mayor y más sabio y quieres saber más sobre la mecánica cuántica y cómo funciona (o no).

Entonces… ¡estamos aquí para ti! Vamos a sumergirnos juntos en este tema y ver si podemos darle sentido a todo esto aprendiendo de qué trata el principio de incertidumbre de Heisenberg.

Por ejemplo, si se sabe dónde está una partícula diminuta en el espacio, como un electrón que orbita alrededor de un núcleo, no se puede saber con exactitud a qué velocidad se mueve.

Este principio tiene que ver con las limitaciones del propio acto de medición. Para medir la posición de una partícula, hay que iluminarla y hacerla rebotar. El principio de incertidumbre dice que si se sabe dónde se encuentra un electrón en el espacio en un momento dado, sólo se puede tener una información limitada sobre su velocidad (o momento). Cuanto más preciso sea el lugar en el que se encuentra el electrón, menos preciso será la velocidad a la que se mueve entre las mediciones.

Lo que se deduce de esto es que hay límites en cuanto a la cantidad de detalles que podemos conocer sobre las partículas subatómicas sin que cambien otras cosas al mismo tiempo, como su velocidad o su ubicación. No tiene nada que ver con nuestra capacidad como científicos ni con nuestras herramientas; sólo significa que la naturaleza no nos permite acceder a ciertos detalles sobre los bloques de construcción más pequeños de la naturaleza

Y si conoces su velocidad con exactitud, no puedes estar seguro de dónde está en el espacio.

Si se conoce la velocidad de una partícula, su ubicación en el espacio es incierta. Si se conoce su ubicación en el espacio, su velocidad es incierta. Lo mejor que se puede conseguir es un producto de incertidumbres menor o igual a una constante.

No se trata de las herramientas que utilizas para medir estos datos. Aunque tus herramientas de medición sean perfectas y dispongas de un tiempo infinito para realizar tus mediciones, el principio sigue siendo válido.

El principio de incertidumbre de Heisenberg no tiene que ver con las herramientas que utilizas para medir estos datos. Incluso si tus herramientas de medición son perfectas y tienes un tiempo infinito para realizar tus mediciones, el principio sigue siendo válido. El principio de incertidumbre se aplica a cualquier medición y no depende de si tienes o no acceso a instrumentos infinitamente precisos.

El principio de incertidumbre se ha demostrado experimentalmente en múltiples ocasiones durante las últimas décadas.

El principio de incertidumbre se ha demostrado experimentalmente en múltiples ocasiones durante las últimas décadas. En 2008, los científicos utilizaron dispositivos de interferencia cuántica superconductores (SQUID) para medir el principio de incertidumbre de Heisenberg con una precisión varios órdenes de magnitud superior a la de las mediciones anteriores. También se ha probado en relojes atómicos, que utilizan láseres para medir las vibraciones precisas de los átomos cuando pasan de un estado energético a otro. Los investigadores también demostraron que se pueden comprobar las violaciones de la incertidumbre de una partícula individual porque ésta cambia cuando interactúa con otra partícula o campo.

No significa que cada vez que se mida algo se obtenga un resultado diferente al que se encontró antes. Pero cuando los físicos empezaron a experimentar con partículas más grandes, como átomos y moléculas, descubrieron que estas partículas se comportaban de forma diferente a las pequeñas, como los electrones o los protones.

Una de las implicaciones más importantes del principio de incertidumbre es que no significa que cada vez que se mide algo se obtenga un resultado diferente al que se encontró antes. Por ejemplo, si un físico mide la posición de un electrón en dos momentos diferentes y encuentra que su posición está a 3,2 metros de él en ambas ocasiones, no hay violación del principio de incertidumbre porque esto sería consistente con el hecho de que cada medición era consistente con su conocimiento sobre dónde es probable que se encuentren los electrones en el espacio.

Sin embargo, cuando los físicos empezaron a experimentar con partículas más grandes, como los átomos y las moléculas, descubrieron que estas partículas se comportaban de forma diferente a las pequeñas, como los electrones o los protones: Cuanto más se medía su ubicación (posición), menos se podía saber la velocidad a la que se movían, y viceversa.

Conclusión

El principio de incertidumbre es uno de los conceptos más importantes de la física, pero algunas personas piensan que no es correcto. Algunos científicos creen que debe haber una forma de evitar este principio o que hay una explicación de por qué no podemos medir ciertas cosas con exactitud. Otros no están de acuerdo y dicen que simplemente es cierto: ¡no hay forma de evitarlo!