El Principio de Incertidumbre de Heisemberg,Resumen Fácil



El Principio de Incertidumbre de Heisemberg

Antes de explicar la cuestión de la incertidumbre, empecemos por preguntar: ¿qué es la certidumbre?.

Cuando uno sabe algo de fijo y exactamente acerca de un objeto, tiene certidumbre sobre ese dato, sea cual fuere.

¿Y cómo llega uno a saber una cosa?.

De un modo o de otro, no hay más remedio que interaccionar con el objeto.

Hay que pesarlo para averiguar su peso, golpearlo para ver cómo es de duro, o quizá simplemente mirarlo para ver dónde está.

Pero grande o pequeña, tiene que haber interacción.

Pues bien, esta interacción introduce siempre algún cambio en la propiedad que estamos tratando de determinar.

O digámoslo así: el aprender algo modifica ese algo por el mismo hecho de aprenderlo, de modo que, a fin de cuentas, no lo hemos aprendido exactamente.

Supongamos, por ejemplo, que queremos medir la temperatura del agua caliente de un baño. Metemos un termómetro y medimos la temperatura del agua.

Pero el termómetro está frío, y su presencia en el agua la enfría una chispa.

Lo que obtenemos sigue siendo una buena aproximación de la temperatura, pero no exactamente hasta la billonésima de grado.

El termómetro ha modificado de manera casi imperceptible la temperatura que estaba midiendo.

O supongamos que queremos medir la presión de un neumático. Para ello utilizamos una especie de barrita que es empujada hacia afuera por una cierta cantidad del aire que antes estaba en el neumático.

Pero el hecho de que se escape este poco de aire significa que la presión ha disminuido un poco por el mismo acto de medirla.

¿Es posible inventar aparatos de medida tan diminutos, sensibles e indirectos que no introduzcan ningún cambio en la propiedad medida?

El físico alemán Werner Heisenberg llegó, en 1927, a la conclusión de que no. La pequeñez de un dispositivo de medida tiene un límite.

Podría ser tan pequeño como una partícula subatómica, pero no más. Podría utilizar tan sólo un cuanto de energía, pero no menos.

Una sola partícula y un solo cuanto de energía son suficientes para introducir ciertos cambios.

Y aunque nos limitemos a mirar una cosa para verla, la percibimos gracias a los fotones de luz que rebotan en el objeto, y eso introduce ya un cambio.

Tales cambios son harto diminutos, y en la vida corriente de hecho los ignoramos; pero los cambios siguen estando ahí.

E imaginemos lo que ocurre cuando los objetos que estarnos manejando son diminutos y cualquier cambio, por diminuto que sea, adquiere su importancia.

Si lo que queremos, por ejemplo, es determinar la posición de un electrón, tendríamos que hacer rebotar un cuanto de luz en él —o mejor un fotón de rayos gamma— para «verlo».

Y ese fotón, al chocar, desplazaría por completo al electrón.

Heisenberg logró demostrar que es imposible idear ningún método para determinar exacta y simultáneamente la posición y el momento de un objeto.

Cuanto mayor es la precisión con que determinamos la posición, menor es la del momento, y viceversa.

Heisenberg calculó la magnitud de esa inexactitud o «incertidumbre» de dichas propiedades, y ese es su «principio de incertidumbre».

El principio implica una cierta «granulación» del universo.

Si ampliamos una fotografía de un periódico, llega un momento en que lo único que vemos son pequeños granos o puntos y perdemos todo detalle.

Lo mismo ocurre si miramos el universo demasiado cerca.

Hay quienes se sienten decepcionados por esta circunstancia y lo toman como una confesión de eterna ignorancia.

Ni mucho menos.

Lo que nos interesa saber es cómo funciona el universo, y el principio de incertidumbre es un factor clave de su funcionamiento.

La granulación está ahí, y eso es todo.

Heisenberg nos lo ha mostrado y los físicos se lo agradecen.

• Algo Mas…

Werner Heisenberg describe en su conferencia sobre los principios físicos de la teoría cuántica, que dio en 1930, la famosa relación o principio de indeterminación [o incertidumbre], que se relaciona «con el grado de exactitud» del conocimiento de las magnitudes físicas (lugar, impulso): «como primer ejemplo sobre la dificultad para conocer el impulso que provoca un aparato para medición del lugar, escogemos la medición del lugar por medio de un microscopio.

El electrón se desplaza de tal forma bajo el objetivo del microscopio que el ángulo de apertura de la difusión del haz de rayos que parten del electrón es igual a e siendo el largo de onda y la frecuencia de la luz que cae sobre el electrón X. o V».

Heisenberg muestra que bajo estas condiciones el producto de la imprecisión en la medición del lugar y la «incertidumbre del retroceso», ocasionada por la proyección de un quantum de luz sobre el electrón, es, por la constante del quantum de efecto de Planck, h.

Como segundo ejemplo, Heisenberg considera la determinación del lugar de un electrón, cuya velocidad es perfectamente conocida: «luego cubrimos un rayo de las posibles órbitas del electrón con una pantalla con una ranura del ancho d.

Si el electrón pasa por la ranura, entonces su lugar queda evidentemente fijado en la dirección paralela a la pantalla con d.

Si se representa al electrón sobre una [onda] plana, entonces se ve de inmediato que con la cobertura de un rayo del ancho d va unida una dispersión».

Y ahora puede verse, de nuevo, con rigor matemático que las magnitudes en las que el impulso y el lugar son imprecisos multiplicadas no pueden ser menores que h.

El Principio de Incertidumbre de Heisemberg,Resumen Fácil

 

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Enlace Externo:• Heisenberg, imprecisión y revolución cuántica

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