Heisenbergovo načelo neodređenosti
From Wikipedia, the free encyclopedia
Heisenbergovo načelo neodređenosti ili Heisenbergove relacije neodređenosti su bilo koja inačica nejednakosti koja govori o fundamentalnom ograničenju spoznaje vrijednosti komplementarnih fizikalnih veličina. Prvo takvo načelo uveo je 1927. njemački fizičar Werner Heisenberg, a formuliran je za fizikalne veličine položaja i količine gibanja: što točnije poznajemo položaj, manje točno možemo poznavati količinu gibanja - i obrnuto.[1] Heisenberg je izvorno svoje relacije izrazio preko matrične mehanike (koju je osmislio kao dvadesetdvogodišnjak, za potrebe kvantne mehanike, 1925. kada se povukao na otok Helgoland da bi izbjegao jake alergijske napade od kojih je patio[2]), to jest preko komutacijskih relacija:
Kvantna fizika | ||||||||||||
| ||||||||||||
Uvod u kvantnu mehaniku Matematička formulacija kvantne mehanike
| ||||||||||||
gdje su: i operatori položaja i količine gibanja, a reducirana Planckova konstanta.
Kada se nejednakost izrazi preko standardne devijacije, kao što su to napravili E. H. Kennard i H. Weyl, postaje jasnije da je riječ o organičavanju znanja o položaju x i količini gibanja p:
gdje su: i standardne devijacije položaja i količine gibanja, definirane kao: i
U kvantnoj se teoriji, u literaturi, uobičajeno navode tri relacije za položaj i količinu gibanja:
te četvrta relacija neodređenosti za energiju i vrijeme:
Prema Heisenbergovim relacijama neodređenosti, nemoguće je oboje, položaj i količinu gibanja (na primjer elektrona), odrediti apsolutno točno, čak ni idealnim hipotetičkim pokusom, jer se postupkom mjerenja položaja nužno remeti količina gibanja, i obratno. Prema Heisenbergovim riječima, ne postoji, primjerice, stvarna staza elektrona u komori s mjehurićima, jer je svakim mjehurićem određen "ne posve točno" položaj, a brzina se elektrona određuje iz slijeda mjehurića. Heisenbergovo je stajalište do kraja jasno: elektron postoji neovisno o opažaču, ali se promatranjem na nj utječe onako kako je to formulirano matematičkom shemom relacija neodređenosti. Niti jedan do sada izveden pokus kojim ih se htjelo narušiti ili opovrgnuti nije uspio izbjeći relacije neodređenosti.[3]