Kas ir Heizenberga nenoteiktības princips?

Heizenberga rakstā par nenoteiktību attiecībā uz subatomiskām daļiņām Heizenberga nenoteiktības princips nosaka, ka “jo precīzāk tiek noteikta pozīcija, jo mazāk precīzs ir impulss šajā mirklī, un otrādi.” Šis apgalvojums šķiet vienkāršs, taču tam bija nozīmīga ietekme uz ļoti jaunajām kvantu mehānikas un kvantu fizikas zinātnēm. Tas mainīja veidu, kā zinātnieki izprata fiziku, Visumu, matērijas būtību un realitāti. Pirms šīs idejas izstrādes fizika balstījās uz pieņēmumu, ka teorētiski katras Visuma daļiņas katram aspektam ir precīza un precīza vērtība, pat ja nebija līdzekļu šo īpašību mērīšanai.

Heizenberga nenoteiktības princips saka, ka tas ne tikai tā nav, bet arī tas nekad nevar būt un ka šis fakts ir matērijas pamatstruktūras un to veidojošo daļiņu uzvedības rezultāts. Tā vietā, lai noteiktu precīzas dažādu subatomisko daļiņu īpašību vērtības, kvantu mehānika nodarbojas ar šādu vērtību iespējamību un to, kā daļiņas uzvedīsies. Tas ir saistīts arī ar gaismas spēju darboties gan kā vilnim, gan kā daļiņai un ierobežoto ātrumu, kādā tā pārvietojas.

Kā daļu no sava darba, izstrādājot principu, Heizenbergs izstrādāja tā sauktās nenoteiktības attiecības. Kā pamatu šim darbam viņš izmantoja hipotētisku vienu elektronu, kas pārvietojas vakuumā. Elektrona novērojumi ir aprakstīti tā impulsa izteiksmē, kas tiek definēts kā tā ātrums – ātrums un virziens – reizināts ar tā masu, lādiņu un novērošanā iesaistīto laiku. Viņš izmantoja domu eksperimentu, izmantojot iedomātu gamma staru mikroskopu, lai parādītu, ka viņa princips norāda, ka nav iespējams uzzināt precīzu visu šādas daļiņas īpašību mainīgo vērtību.