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No estudo da Mecânica Newtoniana (Mecânica Clássica), você deve ter notado que sabendo a posição inicial e o momento (massa e velocidade) de todas as partículas pertencentes a um sistema, podemos calcular suas interações e prever como elas se comportarão. Porém, para a mecânica Quântica, esse processo é um pouco mais complexo.
No final da década de 1920, Heisenberg formulou o chamado princípio da incerteza. De acordo com esse princípio, não podemos determinar com precisão e simultaneamente a posição e o momento de uma partícula.
Ou seja, em uma experiência não se pode determinar simultaneamente o valor exato de um componente do momento px de uma partícula e também o valor exato da coordenada correspondente, x. Em vez disso, a precisão de nossa medida está limitada pelo processo de medida em si, de forma tal que ∆px . ∆x ≥ , onde px é conhecido como a incerteza de ∆px, e a posição x no mesmo instante é a incerteza ∆x. Aqui (Lê-se h cortado) é um símbolo simplificado para h/2π, onde h é a constante de Planck.
A razão dessa incerteza não é um problema do aparato utilizado nas medidas das grandezas físicas, mas sim a própria natureza da matéria e da luz.
Para que possamos medir a posição de um elétron, por exemplo, precisamos vê-lo e, para isso, temos que iluminá-lo (princípio básico da óptica geométrica). Além disso, a medida será mais precisa quanto menor for o comprimento de onda da luz utilizada. Nesse caso, a física quântica diz que a luz é formada por partículas (fótons), que têm energia proporcional à frequência dessa luz. Portanto, para medir a posição de um elétron precisamos incidir sobre ele um fóton bastante energético, já que quanto maior for a frequência, menor é o comprimento de onda do fóton.
No entanto, para iluminar o elétron, o fóton tem que se chocar com ele, e esse processo transfere energia ao elétron, o que modificará sua velocidade, tornando impossível determinar seu momento com precisão.
Esse princípio proposto por Heisenberg se aplica