El principio de incertidumbre de Heisenberg dice que dos variables conjugadas, como la posición y el momento a lo largo del mismo eje, no pueden tener valores precisos arbitrariamente. El producto de las incertidumbres en las dos variables debe ser mayor que la constante de Planck. Esto es una consecuencia de la naturaleza ondulatoria de la materia.
Comúnmente se malinterpreta diciendo que no se puede hacer una medición precisa (es decir, arbitrariamente a muchos decimales) tanto del momento del eje x como de la posición a lo largo del eje x al mismo tiempo o en la misma partícula. Esto no es cierto. Viene de confundir el concepto de preparar partículas en un estado y medir el estado de una partícula. Heisenberg realmente contribuyó a esta confusión con su experimento de pensamiento con microscopio
La teoría solo dice que no se puede preparar una partícula para que tenga valores precisos de momento y posición. La distinción es que puede medir tanto x como p y obtener valores precisos, pero cuando repite el proceso con exactamente la misma preparación de la partícula, la medición arrojará valores diferentes. Entonces, aunque mida valores precisos, no tiene sentido decir que la partícula tenía esos valores independientemente de la medición. Y si repite el experimento muchas veces, la dispersión en los valores medidos satisfará el principio de incertidumbre. Ver Ballantine, * “Quantum Mechanics, A Modern Development” * pp 225–227 para una exposición más completa.
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Para ilustrar, puede preparar partículas para que su posición tenga solo una pequeña incertidumbre y cuando mida su posición e impulso obtendrá un diagrama de dispersión como los puntos azules a continuación.
Cada punto es una medida precisa de momento, p y posición, q . Pero debido a que la dispersión en la posición es pequeña, la dispersión en el momento será grande, y el principio de incertidumbre será satisfecho. Los puntos rojos ilustran el caso complementario en el que las partículas tienen una pequeña dispersión en el momento, pero una gran dispersión en la posición. Los puntos negros ilustran una preparación en la que el impulso y las dispersiones de posición son similares.
Por cierto, la dispersión inherente impuesta por la incertidumbre de Heisenberg es para la mayoría de los propósitos muy pequeña y, excepto en mediciones precisas de laboratorio, está inundada por otras fuentes de variabilidad en las mediciones.
