Il principio di indeterminazione
Il principio di indeterminazione viene definito da Werner Karl Heisenberg per stabilire l'impossibilità di misurare contemporaneamente la posizione e la quantità di moto ( velocità ) di una particella elementare.
La spiegazione del principio di indeterminazione
La natura corpuscolare della luce pone un limite alla misurabilità, al di sotto del quale è impossibile andare.
Durante l'esperimento l'osservatore interferisce con il fenomeno. L'atto stesso di osservare una particella elementare ne modifica la posizione e la velocità del moto.
Quando si osserva il comportamento di un corpo macroscopico, l'osservazione non influisce sull'esito dell'esperimento. Viceversa, l'osservazione di un corpo microscopico influenza il suo comportamento e, quindi, anche il risultato dell'esperimento.
Perché l'osservazione influisce sulla particella?
La causa è la natura corpuscolare della luce. Per studiare una particella elementare dobbiamo illuminarla.
Tuttavia, la luce è composta da altre particelle corpuscolari ( fotoni ) con un ordine di grandezza paragonabile a quelle da studiare.
Quando si illumina la materia, l'urto dei fotoni della luce sulle particelle elementari del corpo ne modifica la loro posizione e velocità di origine.
L'incertezza della posizione e della velocità della particella
L'incertezza delle misurazioni su una particella può essere rappresentata con due variabili
- L'incertezza nella misura della posizione ( Δx )
- L'incertezza sulla quantità di moto ( Δp ).
Secondo Heisenberg, il prodotto delle incertezze ( indeterminazioni ) è sempre maggiore della costante di Planck (h) divisa per due pi greco (2π)
Nel secondo membro dell'equazione ci sono soltanto costanti numeriche, mentre nel primo membro si trovano due variabili.
Pertanto, se si cerca di stabilire l'esatta posizione della particella, si riduce la variabile Δx. Essendoci soltanto costanti al secondo membro, deve necessariamente aumentare Δp.
Nota. Lo stesso accade quando si cerca di misurare con precisione la quantità del moto della particella, si riduce la variabile Δp e di conseguenza deve aumentare Δx.
Il principio di indeterminazione è un fenomeno intrinseco della natura, non dipende del tipo di particella o dalle tecniche di osservazione.
