Una vez aceptada la dualidad onda-partícula en la naturaleza, empezaron a descubrirse consecuencias importantes. Una de esas consecuencias fue el Principio de Incertidumbre enunciado por Werner Karl Heisenberg.
Heisenberg hizo notar que es imposible medir simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula con una precisión ilimitada.
Matemáticamente, este principio puede expresarse así:
¿Qué hay detrás de esta fórmula?
Pensemos en cómo determinar la posición de una partícula.
Cuando queremos ver algo lo que hacemos es iluminarlo con luz, de forma que los fotones que forman esa luz golpearán al objeto y algunos de ellos se reflejarán hacia la lente que estemos utilizando.
Hay un límite cuando empleamos radiación electromagnética para “ver” un objeto y está relacionado con la longitud de onda de esa radiación; podremos determinar la posición como mucho en un intervalo igual a la longitud de onda de la radiación:
Ahora bien, ¿qué pasa si queremos medir el momento del objeto? Para poder medir el momento de uno objeto, necesitamos conocer su masa y medir su posición en dos instantes de tiempo distintos. Sin embargo, cuando utilizamos una radiación electromagnética estamos afectando al objeto que estamos detectando, de manera que los fotones que forman esta radiación están golpeando al objeto y modificando su trayectoria. Por lo tanto, existe un límite a la hora de obtener el momento del orden:
De este modo, tenemos que por un lado necesitamos una longitud de onda muy corta para obtener una posición exacta y que, por otro lado, una longitud de onda muy corta puede afectar negativamente a una medida del momento de la partícula. Siempre que realizamos una medida sobre una partícula debemos decidir qué sacrificar y el Principio de Incertidumbre de Heisenberg nos indica el máximo de precisión que podremos conseguir entre ambas medidas.
Heisenberg obtuvo el premio Nobel en 1932 por sus investigaciones en mecánica cuántica.
