¿Es el principio de incertidumbre de Heisenberg una propiedad intrínseca de los objetos de tamaño cuántico o simplemente una practicidad experimental?

El principio de incertidumbre de Heisenberg, hasta donde sabemos ahora, es un límite fundamental para la capacidad de dos cantidades conjugadas (como la posición y el momento) para tener valores bien definidos simultáneamente.

Una de las razones por las que creemos esto es que este resultado no es exclusivo de la mecánica cuántica: el Principio de incertidumbre es, en general, una propiedad de las variables que forman un par de transformadas de Fourier (como el tiempo y la frecuencia, o en la mecánica cuántica, el tiempo y energía).

Lo que esto significa desde una perspectiva de ingeniería, por ejemplo, es que una señal de comunicación que solo tiene una frecuencia única (lo que significa que es solo un punto único en el espectro de frecuencia) debe tener una duración infinita, como una onda senoidal o cosenoidal. Por el contrario, una señal de corta duración debe tener un gran ancho de banda en el dominio de la frecuencia. Esta es la razón por la cual las notas musicales tienen una duración mínima bien definida: eventualmente, la duración de la nota se reduce a un punto donde su ancho de banda comienza a superponerse con la siguiente nota en la escala, y no podemos decir qué nota fue ¡antes de!

Esta es la idea exacta detrás del principio de incertidumbre de Heisenberg. De hecho, en mecánica cuántica, nos referimos formalmente a pares de variables conjugados como pares de Fourier, y están matemáticamente relacionados por una transformada de Fourier al igual que las ondas de propagación y las señales eléctricas en mecánica clásica.

Es real y exacto.

Algunos filósofos de la ciencia (los malos) y otros que no entienden la mecánica cuántica han valorado cómo se puede interpretar como nuestra incapacidad para medirla, por ejemplo, la posición de una partícula, pero realmente lo es. Eso proviene de una partícula que también se comporta como una onda en la mecánica cuántica, es decir, en la realidad física.

Científicamente no hay problema. Periódicamente, las personas prueban diferentes interpretaciones, pero en realidad nunca funcionan. El propio Einstein no creía en la teoría cuántica, no podía creer que “Dios jugaría a los dados con el universo”, en sus palabras (aprox.). No estoy seguro si alguna vez vino.

La mecánica cuántica no funciona sin el principio de incertidumbre, sale directamente de las ecuaciones. Y esos básicamente dicen que las partículas también pueden considerarse ondas, es decir, no se localizan fácilmente y si localizas una (digamos dentro de un cubo pequeño) debe contener energías (y el momento, que es la masa por la velocidad) que se extienden sobre un número muy grande de posibles impulso a (equivalente a frecuencias). Alternativamente, si es solo una frecuencia (es decir, un momento totalmente seguro y exacto), será una onda sinusoide que se extiende a través del espacio (es decir, una posición totalmente incierta)

Ninguno.
Es el resultado del principio de superposición, que es la declaración de cómo es la naturaleza.
El principio de incertidumbre no está relacionado con la precisión del equipo experimental, al menos no de una manera que mucha gente piensa que es.
Incluso si hubiera algún equipo que pudiera medir “exactamente” la posición de una partícula, aún no será posible medir la posición exacta de la partícula.

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