3. En el mundo cuántico no hay causa y
efecto
Werner Karl Heisenberg
¡No se puede conocer a alguien a la
luz de la justicia y a la luz del amor al
mismo tiempo!
Bohr
Al comienzo de la historia de la ciencia, los
grandes
científicos
creían
en
un
“determinismo”, lo que se fundamentaba con
la Mecánica de Newton o también llamada
Mecánica Clásica
Al surgir nuevas teorías físicas se tuvo que
rechazar a este pensamiento puesto que se
llegó a la conclusión de que la naturaleza está
llena de probabilidades, ya que al instaurar
una certeza se producirán más incertezas.

4. BIOGRAFÍA
Werner Karl Heisenberg;
Wurzburgo, Alemania, 1901
– Munich, 1976) Fue un
físico alemán. Heisenberg,
uno de los primeros físicos
teóricos del mundo, realizó
sus
aportaciones
más
importantes en la teoría de
la estructura atómica(teoría
cuántica). Conocido por el
principio de incertidumbre
que lleva su nombre en
1972.
En
1925
comenzó
a
desarrollar un sistema de
mecánica
cuántica,
denominado
mecánica
matricial, en el que la
formulación matemática se
basaba en las frecuencias y
amplitudes
de
las
radiaciones absorbidas y
emitidas por el átomo y en
los niveles de energía del
sistema
atómico.
La mecánica matricial fue la
primer definición completa
y correcta de la mecánica
cuántica. Extiende el modelo
de Bohr al describir como
ocurren los saltos cuánticos.
Lo realiza interpretando las
propiedades físicas de las
partículas como matrices
que evoluciona en el tiempo
El principio de incertidumbre desempeñó un importante papel en el desarrollo de la mecánica cuántica y en el progreso
del pensamiento filosófico moderno. En 1932, Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física. Entre sus
numerosos escritos se encuentran Los principios físicos de la teoría cuántica, Radiación cósmica, Física y filosofía e
Introducción a la teoría unificada de las partículas elementales.

5. EL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
El uso de consideraciones probabilísticas, no es ajeno a la
física clásica. Por ejemplo, la mecánica estadística clásica
utiliza la teoría de la probabilidad.
Sin embargo, las leyes básicas de la física clásica (tales
como las leyes de Newton) son deterministas, y el análisis
estadístico es simplemente un instrumento que se utiliza en
el tratamiento de sistemas muy complicados
Por otro lado, de acuerdo con Heisenberg y Bohr, el punto
de vista probabilístico es fundamental en la física cuántica
y el determinismo debe ser descartado. A continuación se
verá como se llega a esta conclusión.

6. MECÁNICA CLÁSICA.
Inspirada en el determinismo
Visión de la naturaleza que
plantea que esta misma, así
como nuestra propia vida
están
completamente
determinados
en
todo
tiempo.
En mecánica clásica, pueden
resolverse las ecuaciones de
movimiento de un sistema
con fuerzas dadas, para
obtener la posición y el
impulso de una partícula
para todo valor del tiempo.
Todo lo que se necesita
conocer es la posición e
impulso de la partícula
para algún valor del
tiempo,
t=0
(las
condiciones iniciales), y
el movimiento futuro
será
determinado
exactamente.
Esta
mecánica
ha
sido
utilizada con gran éxito
en
el
mundo
macroscópico,.
Un ejemplo de la astronomía moderna, es la
medición precisa de la posición de la luna,
haciendo rebotar ondas de radar en ella. El
movimiento de la luna es perturbado por la
medición, pero su masa es tan grande que la
perturbación se puede ignorar.
En
astronomía
por
ejemplo, para predecir los
movimientos
subsecuentes de objetos
en
base
a
sus
movimientos iniciales. Sin
embrago, nótese, que en
el proceso de hacer
observaciones,
el
observador
interactúa
con el sistema.

7. En una escala más pequeña, como un experimento macroscópico bien diseñado sobre la
tierra, dichas perturbaciones son también generalmente muy pequeñas o al menos,
controlables y se pueden tomar en cuenta de antemano por cálculos adecuados.
Por lo tanto, el físico clásico suponía, de modo natural, que en el campo de los
sistemas microscópicos, la posición y el impulso de un objeto, como un electrón,
podrían determinarse exactamente por medio de observaciones similares. Heisenberg
y Bohr pusieron en tela de juicio esta suposición.
La situación es muy similar a la que existía al nacimiento de la teoría de la relatividad.
Los físicos hablaban de intervalos de tiempo y longitud, es decir, espacio y tiempo, sin
preguntarse críticamente como son medidos en realidad. Por ejemplo, se hablaba de
la simultaneidad de dos eventos separados, sin siquiera preguntarse cómo se podría
estableces dicha simultaneidad.
Einstein demostró que la simultaneidad no era un concepto absoluto, como se había supuesto
antes, sino que dos eventos que son simultáneos para un observador, ocurren a tiempos
diferentes para otro observador que se nueve respecto al primero. La simultaneidad es un
concepto relativo. Así pues, de modo similar, debe preguntarse cómo se mide realmente la
posición y el impulso.

8. PRIMERA PARTE DEL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
En un experimento real, ¿se puede determinar la posición y el impulso de la
materia o la radiación, en el mismo instante? La respuesta que se obtiene de la
teoría cuántica, es: no más exactamente que lo permitido por el principio de
incertidumbre de Heisenberg. Existen dos partes de este principio, también
llamado principio de indeterminación.
La primera parte implica la
medición simultánea de la
posición y el impulso. Afirma
que en un experimento no se
puede
determinar
simultáneamente el valor
exacto de una componente
del impulso, es decir p_x de
una partícula y también el
valor
exacto
de
la
coordenada correspondiente
x. Por otro lado, la precisión
en la medición estará
inherentemente limitada por
el proceso de medida en sí
de modo tal que
Donde el impulso p_x se conoce
hasta una incertidumbre de inc.
p_x y al mismo tiempo, la
posición
x
hasta
una
incertidumbre de inc. x . Aquí, h
cortada es una notación
implicada en lugar de h divido
para 2 pi , donde h es la
constante de Planck.
Es importante hacer notar que
este principio nada tiene que ver
con los adelantos en la
instrumentación que conduzcan
a mejores determinaciones
simultaneas de p_x y x. .Es
importante insistir en que la
incertidumbre no se deriva de
los instrumentos de medida, sino
del propio hecho de medir. Con
los aparatos más precisos
imaginables, la incertidumbre
en
la
medida
continúa
existiendo.

9. Cuando un fotón emitido por una fuente de luz colisiona con
un electrón (turquesa), el impacto señala la posición del
electrón. En el proceso, sin embargo, la colisión cambia la
velocidad del electrón. Sin una velocidad exacta, el impulso
del electrón en el momento de la colisión es imposible de
medir.

10. Para calcular la
posición y el
momento de un
electrón
lo
hacemos chocar
contra un fotón
de luz varias
veces, vemos que
sus
valores
cambian en cada
choque, con lo
cual,
nos
tendremos
que
quedar con unos
valores medios.
Las variaciones
tomadas
demuestran
la
incertidumbre en
la determinación
de la posición y
momento.
Con
estos
cálculos
podemos
diferenciar entre
mecánica
cuántica
y
mecánica
newtoniana.
En la mecánica
newtoniana
la
incertidumbre
podría reducirse
a cero, con lo cual
podríamos saber
su valor exacto de
la posición y el
momento,
a
diferencia de la
mecánica
cuántica,
podemos
saber
una distribución
de
la
probabilidad.

11. SEGUNDA PARTE DEL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
La segunda parte del principio de incertidumbre está relacionada con medidas de la energía
E y el tiempo t necesarios para medir, por ejemplo, el intervalo de inc. t durante el cual un
fotón es emitido de una tomo con una variación en su energía inc. E. En este caso

12. Se derivara el principio de incertidumbre combinado las relaciones de de Broglie- Einstein,
Con
propiedades
matemáticas simples que
son universales a todas las
ondas. Se puede afirmar que
el
principio
de
incertidumbre se basa en el
experimento.
Inmediatamente se obtiene
las
relaciones
de
incertidumbre
de
Heisenberg. Es decir, si en:
.
Estos resultados concuerdan con las
dos
partes
del
principio
de
incertidumbre

13. Resumiendo, se ha visto que en
mediciones físicas, necesariamente se
implica una interacción entre el
observador y el sistema bajo observación.
Para medidas de este tipo, los entes
disponibles son la materia y la radiación.
Las relación
Se aplican tanto a la radiación como a la
materia, constituyendo así la expresión
de la dualidad onda – partícula. Cuando
estas relaciones se combinan con las
propiedades universales a todas las
ondas, se obtienen las relaciones de
incertidumbre.
Y el principio de incertidumbre en si
constituye la base de la tesis de
Heisenberg –Bohr de que la probabilidad
es fundamental para la física cuántica.
Por lo tanto, el principio de
incertidumbre es una consecuencia
necesaria de esta dualidad, es decir, de las
relaciones de de Broglie- Einstein;

14. BIBLIOGRAFÍA Y WEB GRAFÍA
•
•
•
Eisberg- Resnick, Física cuántica átomos, moléculas, solidos, núcleos
y partículas Recuperado el 19 de diciembre del 2013
Principio de indeterminación [versión electrónica] Recuperado el
19
de
diciembre
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2013,
de
http://www.micajondesastre.org/documentos/fisica/principio%2
0de%20indeterminacion.pdf
Hernández, M. El principio de indeterminación [versión electrónica]
Recuperado
el
19
de
diciembre
del
2013,
de
http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/fundoro/
archivos%20adjuntos/publicaciones/actas/actas_4_5_pdf/act.ivv_c012._txi_w.pdf