Werner Heisenberg "El principio de Incertidumbre".

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¿Por qué se originó el principio de incertidumbre?

Por la curiosidad de Heisenberg, ya que en la física clásica, se admitía que cualquier variable (posición, velocidad y energía) podría ser especificada y medida con la precisión que queríamos; en teoría, con toda la precisión, aunque en la práctica haya dificultades para ello por el error cometido debido a los instrumentos usados para la medición, pero heisemberg en 1927 como consecuencia de un análisis profundo del comportamiento de los sistemas micro físicos, en otras palabras del estudio de pequeños sistemas, submúltiplos que corresponden a una millonésimas parte de la física y es una estructura muy especifica

Heisenberg estableció que en tales dominios tal principio tal principio clásico de determinación no era válido, existe un límite para la precisión que constituye el principio de incertidumbre; cuando nos referimos a una expresión especifica cuantitativa de este principio, se tiene una relación de indeterminación

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¿Qué es el principio de incertidumbre?

Afirma que no se puede determinar simultáneamente y con precisión, ciertos pares de variables físicas, como son, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de movimientos lineales y, por tanto, su masa y velocidad. Este principio fue enunciado por Werner Heisenberg en 1925.

Generalmente para establecer una ley física, debemos basarnos en la observación experimental, pero durante esta “observación experimental”, estamos interaccionando con el sistema, es decir, lo estamos perturbando.

Si se repiten los cálculos de la posición y el momento de una partícula determinada, nos encontraremos con que dichos cálculos varían en torno a valores medios. Estas variaciones representan nuestra “incertidumbre”, el producto de estos cálculos no pueden reducirse a cero. Si la partícula siguiera las leyes de la física, la incertidumbre podría reducirse a cero y se podría saber con exactitud los valores de la posición y el momento de esta.

Ejemplo: Digamos que queremos observar un electrón, para esto debemos iluminar dicho electrón, es decir, debemos hacer interaccionar el electrón con un fotón altamente energético (Partícula de luz), este va a alterar ese electrón y afectara a su velocidad, que es lo que se quería medir en primer lugar

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En síntesis se puede describir que el principio de incertidumbre postula que en la mecánica cuántica es imposible conocer exactamente, en un momento dado, el valor de dos variables canónicas conjugadas (posición, impulso, energía, tiempo, etc.) de forma que la medición precias de una de ellas significa la indeterminación absoluta del valor de la otra

Heisenberg demostró que no nos será posible encontrar un método para localizar la posición de la partícula subatómica mientras no estemos dispuestos a aceptar la incertidumbre absoluta respecto a su posición exacta

Siendo así no podrá haber una secuencia completa de energía, ni siquiera en el cero absoluto, si la energía alcanzara el punto cero y las partículas quedaran completamente inmóviles, solo sería necesario encontrar la posición, ya que su velocidad sería equivalente a cero. Por tanto sería de esperar que persistiera alguna “Energía residual del punto cero”, incluso en el cero absoluto, para mantener las partículas en movimiento y también, por así decirlo, nuestra incertidumbre. Esa energía “punto cero” es la que no se podría eliminar, lo que basta para mantener liquido el helio incluso en el cero absoluto

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Enunciado Matemático del principio de incertidumbre

Según Heisenberg la precisión con que se puede medir las partículas tiene límite, y este límite viene fijado por la Constante de Planck*, por lo cual elaboró la siguiente formula:

[pic 2]

Dónde:

Delta X: Es la incertidumbre en la posición

Delta P: Es la incertidumbre en la cantidad de movimiento

h: Es la constante de Planck (Su valor conocido es h=6.63 10-34 Js)

[pic 3]

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El principio de incertidumbre de Einstein

En 1930 Einstein demostró que el principio de incertidumbre (Donde se afirma la imposibilidad de reducir el error en la posición sin incrementar el error en el momento) Implicaba también la imposibilidad de reducir el error en la medición de energía sin acrecentar la incertidumbre del tiempo durante el cual se toma la medida.

El creyó poder utilizar esta tesis como impulso para poder refutar el principio de incertidumbre, pero Bohr procedió a demostrar que la refutación tentativa de Einstein era errónea

La versión de esta teoría según Einstein resulto ser muy útil, pues significo que en un proceso subatómico se podía romper durante breves lapsos la ley sobre la conservación de la energía siempre y cuando se hiciese volver todo al estado de conservación cuando concluyesen esos periodos: “cuanto mayor sea la desviación de la conservación, más breves serán los intervalos de tiempo tolerable”

[pic 4]

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Conclusión

Heisenberg fue un físico muy destacado en su época, por hacer grandes contribuciones a la mecánica cuántica y física moderna

Entre estas destaco el principio de incertidumbre tanto en el pensamiento filosófico de la sociedad como en el aspecto científico, puesto que hasta ese entonces no se pensaba que se podía percibir y medir ñas variables de una partícula de forma simultánea, lo cual según este principio