Osäkerhetsprincipen
mätosäkerhet inom kvantfysiken / From Wikipedia, the free encyclopedia
Inom kvantfysiken anger Heisenbergs osäkerhetsprincip att det för ett objekt inte går att samtidigt känna till både position och rörelsemängd med en godtyckligt hög grad av noggrannhet utan att det finns en bestämbar undre gräns för osäkerheten; detta till skillnad från klassisk mekanik där varje partikel har ett bestämt läge och en bestämd rörelsemängd vid varje given tidpunkt. Principen är en av hörnstenarna inom kvantmekaniken, och namngavs av Werner Heisenberg 1927.
Osäkerhetsprincipen förklaras ibland genom påståendet att en mätning av en partikels position nödvändigtvis orsakar en påverkan (störning) av partikelns rörelsemängd. Werner Heisenberg var först ut med den förklaringen. Detta beror emellertid inte på störningen, eftersom principen även gäller om positionen mäts på en kopia av systemet, medan rörelsemängden samtidigt mäts i det andra, ursprungliga systemet. En mer exakt definition är den att partikeln är en vågfunktion, inte ett punktliknande objekt, och kan inte ha både en väldefinierad position och rörelsemängd. Av detta skäl rekommenderas numera termen "Heisenbergs obestämbarhetsrelation" (eng: indeterminacy relations); någon osäkerhet råder alltså egentligen inte.
Beakta till exempel följande analogi: antag att man har en tidsvariant signal, som en ljudvåg, och vill veta den exakta frekvensen för signalen i ett bestämt ögonblick. Detta är omöjligt. För att bestämma den exakta frekvensen måste man sampla signalen under en viss tid, och därmed förloras en viss grad av precision beträffande positionen. Med andra ord kan ett ljud inte ha både exakt tid, som i en kort puls, och en exakt frekvens, som i en kontinuerlig ton. Fas och frekvens för en våg i tidsplanet är analoga med position och rörelsemängd för en våg i rummet.
Osäkerhetsprincipen är förknippad med ett annat kvantmekaniskt fenomen känt som vågfunktionskollaps i vilket själva observationen av en partikel tycks ändra ekvationerna som beskriver partikeln. Osäkerhetsprincipen anger att en partikel saknar ett fixerat värde för rörelsemängd och position, men att en partikel vid observation tycks inta ett distinkt värde för den kvantitet som mäts.