Incertidumbre

También conocido la “relación de indeterminación”, afirma la imposibilidad de realizar la medición precisa de la posición y del momento lineal de una partícula al mismo tiempo. Esto produce que las partículas, en su movimiento no tienen una trayectoria definida. Heisenberg presentó su modelo atómico, negándose a describir al átomo como un compuesto de partículas y ondas, ya que pensaba que cualquier intento de describir al átomo de dicha manera fracasaría. El prefería hacer referencia a los niveles de energía o a las órbitas de los electrones, usando términos numéricos, utilizando lo que llamó“mecánica de matriz”. Para conseguir entender mejor este principio, se suele pensar en el electrón, ya que para realizar la medida o parapoder ver a esta partícula se necesita la ayuda de un fotón, que choque contra el electrón modificando su posición, así como su velocidad, pero siempre se comete un error al intentar medirlo, por muy perfecto que sea el instrumental que utilizamos para el experimento, éste introducirá un fallo imposible de anular.

Si en un estado concreto se realizan varias copias iguales de un sistema, como puede ser un átomo, las medidas que se realicen de la posición y cantidad de movimiento, difieren según la distribución de la probabilidad que haya en el estado cuántico de dicho sistema. Las medidas del objeto que se esté observando se verán afectadas por una desviación estándar, designada como Δx, para la posición y Δp, para el movimiento. Se comprueba así el principio de indeterminación que matemáticamente se expresa como:

Δx . Δp ≥ h/2π ,

de donde “h” es la constante de Planck con un valor conocido de h= 6.6260693 (11) x 10^-34 J.s

La indeterminación posición-momento no se produce en la física de sistemas clásicos, ya que ésta se utiliza en estados cuánticos del átomo, siendo h demasiado pequeña. La forma más conocida, que reemplaza el principio de indeterminación para el tiempo-energía se escribe como:

ΔE. Δt ≥ h/2π

Siendo esta la relación que se utiliza para estudiar la definición de la energía del vacío, y en la mecánica cuántica, se usa para estudiar la formación de partículas virtuales y sus consecuencias.

A parte de las dos relaciones anteriores, existen otras “desigualdades”, como por ejemplo Ji, en el momento angular total de un sistema:

En donde i, j y k son diferentes y Ji expresa el momento angular en un eje Xi :

ΔJi ΔJj ≥ h/2π │( Jk)│

En un sistema cuántico de 2 magnitudes físicas, por ejemplo, a y b, interpretadas por operadores como A y B, no será factible preparar sistemas en el estado Ψ, si los desvíos estandar de a y b no cumplen la condición:

ΔΨA . ΔΨB ≥ ½ │( Ψ [ A,B ] Ψ ) │

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