¿Es el principio de incertidumbre inherente a todas las partículas subatómicas? ¿Cuáles son algunos ejemplos?

El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que

Es imposible medir simultáneamente la posición y el momento de una partícula microscópica con absoluta precisión o certeza.

∆x × ∆p es mayor o igual que h / 4π

Como el producto mínimo de ∆x y ∆p es constante, significa que

∆x es inversamente proporcional a ∆p .

Si la incertidumbre en la posición (∆x) es menor, entonces la incertidumbre en el momento (∆p) sería grande y viceversa.

También quiero agregar aquí que el principio de incertidumbre se aplica a la posición y el momento de la partícula en la misma dirección y el principio de incertidumbre no se debe a ninguna limitación de los instrumentos de medición, sino que es la consecuencia del comportamiento dual de la radiación y la materia.

El efecto del principio de incertidumbre de Heisenberg es significativo solo para el movimiento de objetos microscópicos, es insignificante en el caso de objetos macroscópicos, pero se aplica a ambos.

El positrón es un ejemplo de partícula subatómica que sigue el principio de incertidumbre.

No solo en el régimen subatómico, sino que el principio de incertidumbre es válido para toda la materia. Un simple ejemplo de la vida cotidiana puede ser una buena analogía del “mecanismo” detrás de este principio.

Imagina que estás lanzando bolas a la pared. Las bolas, sin duda, se recuperarán, ¿verdad? Sin embargo, el muro se quedará quieto. Ahora imagine tirar la pelota a otra pelota en el suelo. ¿Que pasa ahora? La bola objetivo experimentará un cambio en el impulso y la bola incidente se recuperará (por supuesto en ángulo).

La moraleja de la historia es la siguiente: para observar una entidad necesitamos fotones (¡luz!), ¿Verdad? Ellos rebotan desde la superficie de la entidad y alcanzan nuestro ojo o el detector y así podemos localizar la entidad. Bueno, esto es muy simple de digerir en términos de objetos cotidianos porque la longitud de onda de la luz es mucho más pequeña que las dimensiones de las entidades clásicas. Es muy parecido a la pared y al estuche de bolas descrito anteriormente.

Ahora el caso es diferente para partículas subatómicas como los electrones. Aquí la “colisión” de un fotón con un electrón es como una bola golpeando otra bola. El impulso de la bola objetivo (aquí electrón) cambia. Entonces, aunque podemos detectar la posición del electrón objetivo, hemos provocado cambios en su momento ( ¿principio de incertidumbre? ). Ahora, el punto importante aquí para mirar es: no importa cuán cuidadosamente hagamos el experimento, siempre terminaremos estropeando el sistema en estudio (aquí el electrón). No tenemos otra salida. Entonces el principio de incertidumbre es verdad.

Esta es solo una forma laica de entender. Para una comprensión profunda, puede consultar cualquier libro estándar sobre mecánica cuántica. Conceptos de física moderna de Beiser es un buen libro para comenzar.

Espero que esto responda a su consulta.

PD Hay algunos puntos sutiles para recordar: cuando decimos incertidumbre en la posición o el momento o lo que sea, nos preocupa la desviación estándar del proceso. Entonces, cuando está midiendo una cantidad físicamente observable asociada con una partícula, básicamente está tomando una serie de observaciones. La desviación estándar de este conjunto de datos le indicará la incertidumbre en esa cantidad.

El principio de incertidumbre es válido para todas las partículas macroscópicas y microscópicas.

La única diferencia es que para macroscópico este efecto no es prominente.

La razón es que la longitud de onda es inversamente proporcional a la masa.