El principio de incertidumbre de Heisenberg: posición frente a momento

1 · Predecir

Si confina un electrón a una región cada vez más pequeña del espacio (reduciendo la incertidumbre en su posición), ¿la mínima incertidumbre posible en su momento también se reduce o aumenta?

• Crece: la incertidumbre de posición y la de momento se compensan entre sí; confinar la posición con más precisión obliga a que el momento sea menos cierto.
• Se reduce junto con la incertidumbre de la posición.
• La incertidumbre del momento no depende de la incertidumbre de la posición.

2 · Configurar

1. Abra el preajuste de electrones de Heisenberg y presione Restablecer.
2. Habilite la lectura de incertidumbre de momento mínimo.
3. Establezca la incertidumbre de posición Δx para cada prueba y registre la mínima incertidumbre de momento posible.

3 · Recopilar Datos

Grafique Δp (eje y) frente a 1/Δx (eje x) para sus tres ensayos. ¿La recta pasa por el origen?

4 · Analizar

1. Para una prueba, calcule Δp_min = ℏ/(2Δx) usando ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Compare con la tabla.
2. Explique por qué el producto Δx·Δp_min es exactamente el mismo (ℏ/2) en cada ensayo: el principio de incertidumbre establece un límite inferior fijo para el PRODUCTO de las dos incertidumbres, no para ninguna de ellas sola.

5 · Ampliar

1. El principio de incertidumbre no se trata de instrumentos de medición torpes que perturban una partícula; es una propiedad fundamental de los propios estados cuánticos, cierta incluso con equipos de medición perfectos. Explique por qué la "perturbación de la medición" es una forma común pero incompleta de describir este principio.
2. Para una pelota de béisbol (mucho más masiva que un electrón), limitar su posición dentro de un milímetro todavía proporciona una incertidumbre mínima absurdamente pequeña en comparación con su momento real. Explique por qué la incertidumbre cuántica solo es perceptible para partículas muy ligeras como los electrones.

La física detrás de este experimento

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