Onzekerheidsprincipe

Het onzekerheidsprincipe is het concept dat nauwkeurige, gelijktijdige meting van sommige complementaire variabelen -- zoals de positie en het momentum van een subatomair deeltje -- onmogelijk is. In tegenstelling tot de principes van de klassieke natuurkunde, is de gelijktijdige meting van dergelijke variabelen onontkoombaar gebrekkig; hoe nauwkeuriger de ene wordt gemeten, hoe gebrekkiger de meting van de andere zal zijn.

Het onzekerheidsprincipe, ook bekend als het Heisenberg indeterminantieprincipe, is een essentieel onderdeel van de kwantumtheorie . Werner Heisenberg ontdekte het onzekerheidsprincipe en legde het uit in een paper uit 1927:

"Hoe nauwkeuriger de positie wordt bepaald, hoe minder nauwkeurig het momentum op dit moment bekend is, en vice versa."

(vertaald uit Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik )

Paren van waarneembare attributen s van een enkel elementair deeltje die een zogenaamde onzekerheidsrelatie hebben, staan bekend als geconjugeerde variabelen . Elementaire deeltjes zijn deeltjes zonder verdere substructuur, waaronder leptonen, quark s en gauge bosonen.

Het onzekerheidsprincipe wordt wiskundig voorgesteld door een reeks stellingen van de functionele analyse, die voortvloeien uit de wiskundige definitie van operator s in de kwantummechanica . In praktische termen betekent het concept dat geen enkele analyse van een wetenschappelijk experiment nauwkeurig is zonder de aard van de waarschijnlijkheidsverdeling (of fout) van de meting zelf te erkennen.

Het ontstaan van de kwantumtheorie , de kwantummechanica en Einsteins relativiteitstheorie vormden de basis voor de moderne natuurkunde. De principes van de kwantumfysica worden nog steeds toegepast op een toenemend aantal gebieden, waaronder kwantumoptica , kwantumchemie , kwantumcomputing en kwantumcryptografie .

Het onzekerheidsprincipe is de aanleiding voor de beroemde opmerking van Albert Einstein: "God dobbelt niet." Gefrustreerd door onverenigbare aspecten van de kwantumtheorie en zijn relativiteitstheorie, wijdde Einstein vele jaren aan het zoeken naar een verenigde veldtheorie die deze kwesties met elkaar zou verzoenen. De huidige zoektocht naar een verenigde veldtheorie (soms de heilige graal van natuurkundigen genoemd) is grotendeels gericht op de superstringtheorie en in het bijzonder op een aanpassing die bekend staat als M-theorie.