Certidumbre de la incertidumbre. por I. Asimov

Certidumbre de la Incertidumbre




A principios del siglo XIX el Astrónomo Francés Pedro Simón de Laplace Había dicho: "si en un instante determinado conociéramos la posición y velocidad exactas de todas las partículas del universo, podríamos deducir por cálculos todo lo pasado y lo futuro del mismo". Es decir el universo era perfectamente determinado. Y los científicos eran deterministas. Pero a medida que avanzaba la ciencia se pudo comprobar que al querer medir una propiedad de un sistema perturbamos otra propiedad y que cuando más exacta sea la medida de la primera más exageradamente perturbada resulta la segunda. Si queremos medir la posición y la velocidad del electrón (que tiene una masa 9.1 x 10^-28gr. la menor masa de un Objeto) en un momento dado. Si queremos usar la luz para medir cualquiera de estos magnitudes, el electrón es tan pequeño que quedaría afectado por esa luz. Lo ideal seria utilizar la menor cantidad de luz que podemos usar: un fotón pero la onda asociada a un fotón es mayor que un electrón, si usamos radiación de ondas más cortas rayos X o rayos Gamma, pero cuando más corta es la onda mayor es la energía y por lo tanto al golpear al electrón este sale disparado. Es decir no es posible medir la velocidad y la posición del e- (el hecho de medir altera la magnitud medida). En 1927 El físico Alemán Werner Heidelberg formalizo esta idea enunciando lo que se llamó "principio de incertidumbre" este es admitido como una de las generalizaciones fundamentales del mundo físico.

1) (▲p)(▲m.v)= h/2π



▲p= posición, ▲m.v= momento; h= constante de Planck;



2) (▲p)(▲m.v)= 10-27

En cierto modo la incertidumbre brota de la estructura granulosa de universo; del hecho de la energía y la masa presenta en individualidades de cuantía fija determinando en último término por la cuantía de la cte. De Planck (h). Si dicha constante fuese nula, no habría ninguna incertidumbre; si fuese muy grande, todo sería tan incierto que el universo parecería caótico.

La “granulosidad” del universo, representada por la constante de Planck, es bien fina tan fina, que antes del siglo XX nunca había sido notada. Considerando la Ec. 2) Heisemberg habló de la incertidumbre en la medida del momento (m.v) y no de la velocidad. Por lo que al creer la velocidad de un cuerpo crece también su masa, y es natural tratarlos juntos. Pero la masa solo varía apreciablemente a velocidades muy grandes. Si la mantenemos pequeñas podemos sin demasiado error, considerar constante el valor de m. entonces la ecuación queda:

▲p.m(▲v)= 10-27, Dividiendo por m:



(▲p)(▲v)=10-27/m

Esta ecuación nos permite calcular la incertidumbre en las medidas simultáneas de la posición y la velocidad de una partícula. No es posible determinar la posición y la velc. Con demasiada exactitud. Alteraríamos la posición. Solo haciendo las medidas de los dos nos dan la misma incertidumbre de las dos mediciones de la situación es la más imperativa por lo cual igualan las incertidumbres en posición y velocidad (numéricamente sólo, pues las unidades serán siempre diferentes)

(▲p)2=10-27/m → ▲p=3.2x10-14/®m

Operando la última ecuación (masa= gramo) calculamos la incertidumbre que entraña el medir la situación y veloc de un gramo de masa ▲p=32x10-14 nos es posible localizar un gramo de masa con más de esa precisión. Es decir, que con más precisión que tengan nuestros instrumentos es imposible medir la posición de 1g. De masa con un error de 32x10-14 pero al aumentar la masa aumenta ▲p. esto quiere decir, que a objetos de mayor masa la incertidumbre será muy pequeña. Por ejemplo. La ameba tiene una masa de aprox. 4x10-6gr. Su incertidumbre es de 16x10-10 a medida que disminuimos de masa la incertidumbre va aumentando hasta llegar a nivel subatómico ejemplo. El electrón cuya masa: 9.1x10-28gr. La incertidumbre es de 1.1 por lo que los acontecimientos son bastante inciertos, las partículas tienen una determinada probabilidad de estar aquí o allí, o en otro lado.

Hay circunstancias en las cuales la incertidumbre no paree funcionar: en el cero absoluto es a la temperatura a la que se anula la energía de movimiento de los átomos y las moléculas. Están inmóviles. Pero este es un concepto de la física clásica. En el P. de incertidumbre no se puede admitir una energía nula de movimiento. En ningún instante, porque no podemos conocer con exactitud velocidades exactas. Lo más que podemos decir, es que al cero absoluto la energía de los átomos está a cierta distancia

, muy pequeña, de anularse, y que los átomos siguen moviéndose aunque muy poco.

Este ligero “movimiento en el punto cero” que esta en los átomos y moléculas aun en le cero absoluto, representa una energía mínima. No puede haber temperaturas por debajo del cero absoluto, pero el contenido de energía en el cero absoluto, aunque mínimo no es nulo.

Si no existiese le principio de incertidumbre, tampoco existiría el universo como lo conocemos, pues la existencia de los átomos dependen de este principio.