Zasada niepewności Heisenberga, jeden z fundamentów mechaniki kwantowej, mówi, że nie można jednocześnie dokładnie zmierzyć położenia i pędu cząstki subatomowej. Choć brzmi to abstrakcyjnie, jej działanie można łatwo dostrzec w codziennym życiu – na przykład podczas spaceru po plaży, obserwując fale na oceanie.

Wyobraź sobie idealnie równe fale toczące się na brzeg. Są to tzw. fale płaskie, które mają regularną długość fali. Możesz zmierzyć ją bez problemu, określając odległość między kolejnymi grzbietami fal. Jednak jeśli zapytam, gdzie dokładnie znajduje się dana fala, odpowiedź nie będzie jednoznaczna. Fala płaska wydaje się „wszystkim i wszędzie”, bez konkretnej lokalizacji.

Teraz wyobraź sobie coś przeciwnego – falę tsunami. Jest to impuls, który można łatwo wskazać – „tam jest fala!”. Jest ona dobrze zlokalizowana w przestrzeni, ale co z jej długością fali? Tutaj sprawa się komplikuje. Tego typu fala nie ma regularnych grzbietów ani powtarzalnych segmentów. Aby opisać taki impuls, trzeba połączyć wiele fal o różnych długościach. W ten sposób powstaje dobrze zlokalizowany impuls, ale kosztem precyzyjnej informacji o długości fali.

To, co widzimy na plaży, odnosi się do fundamentalnej zasady rządzącej światem kwantowym. Każda cząstka w przyrodzie ma przypisaną falę prawdopodobieństwa – dziwną falę, która opisuje, gdzie z największym prawdopodobieństwem znajdziemy cząstkę. Właśnie dlatego nie możemy dokładnie zmierzyć jej położenia i pędu jednocześnie. Kiedy jedno jest dobrze określone, drugie staje się mniej precyzyjne.

Zasada ta pokazuje, że nasza wiedza o świecie subatomowym ma granice, których nie możemy przekroczyć. Nie jest to kwestia technologii czy niedoskonałości metod pomiarowych – to po prostu sposób, w jaki działa natura. W świecie kwantowym kompromis między dokładnością a niepewnością jest nieunikniony.

Źródło: Universe Today