jueves, 26 de marzo de 2009

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

WERNER HEISENBERG 1926. El concepto de trayectoria de un cuerpo en movimiento es tan viejo como la mente humana, así lo demuestran las pinturas prehistóricas que asignaban a las piedras o flechas la misma dirección que la velocidad. Las ideas básicas de la trayectoria son fundamentales dentro de los conceptos del hombre concernientes a la naturaleza del movimiento de los cuerpos, en el siglo XVIII y XIX fueron establecidos los principios matemáticos para calcular el movimiento de los planetas con una aproximación infinitesimal del 1 %.
En el mundo de la experiencia diaria podemos observar cualquier fenómeno y medir sus propiedades sin influir ni perturbar el fenómeno en lo mínimo. Podemos, por ejemplo, medir la posición y velocidad de una partícula de un miligramo con una precisión de una trillonésima de cm o cm/seg. Por otro lado se puede medir la temperatura de una célula con un pequeño termopar sin varia r de manera notable las propiedades de ésta.
Sin embargo, a nivel microscópico, cuando se desea medir la trayectoria o la velocidad de los electrones, protones, neutrones, átomos, fotones, etc. Sucede otra serie de hechos.
Werner Heisenberg, físico alemán, hizo un examen crítico de esta situación partiendo de la raíz del problema, considerando la aplicación de las reglas ordinarias y los métodos de observación de los fenómenos a escala atómica. En el mundo atómico no se puede observar un fenómeno sin perturbar el sistema al introducir los aparatos de medición. Las energías a estas escalas son tan pequeñas que aún la mas cuidadosa medición puede resultar en una perturbación sustancial del fenómeno bajo observación, así no podemos garantizar que el resultado de la medición, realmente describa lo que pasaría en ausencia de los instrumentos de medición. De esta manera el observador y sus instrumentos se hacen parte integral del fenómeno a investigar, puesto que el simple hecho de observar un fenómeno atómico provoca una interacción en él.
Por ejemplo, si queremos determinar la posición de un electrón con luz de onda muy corta interferimos grandemente en su velocidad; por otro lado, si utilizamos una longitud de onda muy larga podemos determinar su velocidad sin mucha perturbación, pero tendremos una gran incertidumbre en su posición.
Por otro lado, si usamos una longitud de onda intermedia, perturbaremos la trayectoria de la partícula y su velocidad moderadamente, pero así, solo conocemos las características de la partícula aproximadamente.
Esta situación es una consecuencia natural de la pequeñez y sensibilidad de las partículas atómicas, que no se pueden predecir o ser compensadas mas allá de ciertos límites debido a la existencia de su carácter cuántico.
Este límite de perturbación queda expresado en el PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG que puede expresarse como;

(incertidumbre) p.(incertidumbre)x = h/2(pi)

Esto significa que el producto de la indeterminación del momento (p) por la indeterminación en la posición (x) no puede exceder a la constante de Planck.
Este principio de indeterminación, junto con el principio de superposición y el carácter ondulatorio de las partículas hace que las mediciones experimentales tengan cualidades PROBABILÍSTICAS. Así la mecánica cuántica sólo puede predecir la posibilidad de que un evento suceda o sea aprobado, es decir, cada suceso atómico o nuclear esta sujeto a una probabilidad.

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