Principio de incertidumbre, también llamado principio de incertidumbre de Heisenberg o principio de indeterminación, afirmación, articulada (1927) por el físico alemán Werner Heisenberg, de que la posición y la velocidad de un objeto no pueden ambos deben medirse exactamente, al mismo tiempo, incluso en teoría. Los mismos conceptos de posición exacta y velocidad exacta juntos, de hecho, no tienen significado en la naturaleza.
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Experiencia ordinaria no proporciona ninguna pista de este principio. Es fácil medir tanto la posición como la velocidad de, digamos, un automóvil, porque las incertidumbres que implica este principio para los objetos ordinarios son demasiado pequeñas para ser observadas. La regla completa estipula que el producto de las incertidumbres en la posición y la velocidad es igual o mayor que una pequeña cantidad física, o constante (h / (4π), donde h es la constante de Planck, o aproximadamente 6,6 × 10−34 joule-segundo ). Solo para las masas extremadamente pequeñas de átomos y partículas subatómicas el producto de las incertidumbres se vuelve significativo.
Cualquier intento de medir con precisión la velocidad de una partícula subatómica, como un electrón, la golpeará en un de manera impredecible, por lo que una medición simultánea de su posición no tiene validez. Este resultado no tiene nada que ver con deficiencias en los instrumentos de medición, la técnica o el observador; surge de la conexión íntima en la naturaleza entre partículas y ondas en el ámbito de las dimensiones subatómicas.
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El principio de incertidumbre surge de la dualidad onda-partícula. Cada partícula tiene una onda asociada; cada partícula exhibe realmente un comportamiento ondulatorio. Es más probable que la partícula se encuentre en aquellos lugares donde las ondulaciones de la onda son mayores o más intensas. Sin embargo, cuanto más intensas se vuelven las ondulaciones de la onda asociada, más mal definida se vuelve la longitud de onda, que a su vez determina el momento de la partícula. Entonces, una onda estrictamente localizada tiene una longitud de onda indeterminada; su partícula asociada, aunque tiene una posición definida, no tiene cierta velocidad. Una onda de partículas que tiene una longitud de onda bien definida, por otro lado, se extiende; la partícula asociada, aunque tiene una velocidad bastante precisa, puede estar casi en cualquier lugar. Una medición bastante precisa de un observable implica una incertidumbre relativamente grande en la medición del otro.
El principio de incertidumbre se expresa alternativamente en términos del impulso y la posición de una partícula. El momento de una partícula es igual al producto de su masa por su velocidad. Por lo tanto, el producto de las incertidumbres en el momento y la posición de una partícula es igual a h / (4π) o más. El principio se aplica a otros pares de observables relacionados (conjugados), como energía y tiempo: el producto de la incertidumbre en una medición de energía y la incertidumbre en el intervalo de tiempo durante el cual se realiza la medición también es igual a h / (4π) o más . La misma relación se mantiene, para un átomo o núcleo inestable, entre la incertidumbre en la cantidad de energía irradiada y la incertidumbre en la vida útil del sistema inestable mientras hace una transición a un estado más estable.