Principio di incertezza

Il principio di indeterminazione è il concetto che la misurazione precisa e simultanea di alcune variabili complementari, come la posizione e la quantità di moto di una particella subatomica, è impossibile. Contrariamente ai principi della fisica classica, la misurazione simultanea di tali variabili è inevitabilmente imperfetta; più precisamente uno viene misurato, più difettosa sarà la misurazione dell'altro.

Il principio di indeterminazione, noto anche come principio di indeterminazione di Heisenberg, è una componente essenziale della teoria quantistica. Werner Heisenberg scoprì il principio di indeterminazione e lo spiegò in un articolo del 1927:

"Più precisamente viene determinata la posizione, meno precisamente si conosce la quantità di moto in questo istante e viceversa."

(tradotto da Sul contenuto descrittivo della cinematica e della meccanica teorica quantistica )

Coppie di attributi osservabili s di una singola particella elementare che hanno ciò che viene chiamato un rapporto di incertezza sono conosciuti come coniugare le variabili . Le particelle elementari sono quelle senza alcuna ulteriore sottostruttura, inclusi leptoni, quark e bosoni di gauge.

Il principio di indeterminazione è rappresentato matematicamente da un insieme di teoremi di analisi funzionale, derivanti dalla definizione matematica di operatore s nella meccanica quantistica. In termini pratici, il concetto significa che nessuna analisi di un esperimento scientifico è accurata senza riconoscere la natura della distribuzione di probabilità (o errore) della misurazione stessa.

La creazione della teoria quantistica, della meccanica quantistica e della teoria della relatività di Einstein ha costituito la base per la fisica moderna. I principi della fisica quantistica vengono ancora applicati in un numero crescente di aree, tra cui l'ottica quantistica, la chimica quantistica, l'informatica quantistica e la crittografia quantistica.

Il principio di indeterminazione è ciò che ha spinto il famoso commento di Albert Einstein, "Dio non gioca a dadi". Frustrato da aspetti incompatibili della teoria quantistica e della sua teoria della relatività, Einstein dedicò molti anni alla ricerca di una teoria dei campi unificata che riconciliasse questi problemi. L'attuale ricerca di una teoria del campo unificato (a volte chiamata il Santo Graal dei fisici) è in gran parte focalizzata sulla teoria delle superstringhe e, in particolare, su un adattamento noto come M-teoria.