Werner Heisenberg formulierte 1927 die Unschärferelation. Sie besagt, dass bestimmte Größenpaare, wie etwa Ort und Impuls, nicht beide mit beliebiger Genauigkeit bestimmt werden können. Je genauer man die eine Größe kennt, desto ungenauer lässt sich die andere bestimmen. Das Produkt der Unschärfen ist stets größer oder gleich ħ/2, wobei ħ das reduzierte Plancksche Wirkungsquantum ist. Die Unschärferelation beschreibt nicht die Grenzen von Messinstrumenten, sondern ist ein fundamentales Merkmal der Quantenmechanik. Teilchen besitzen nicht gleichzeitig einen festen Ort und einen festen Impuls. Sie existieren in einer Wahrscheinlichkeitswolke.

Die Unschärferelation hat weitreichende Konsequenzen. Sie erklärt, warum Elektronen nicht mit Atomkernen kollidieren. Wäre ein Elektron in einem winzigen Raum eingeschlossen, wäre seine Impulsunschärfe enorm, und es würde entkommen. Sie erklärt, warum Atome eine bestimmte Größe haben und warum Materie stabil ist. Sie erklärt, warum der absolute Nullpunkt unerreichbar ist. Sie ist auch die Grundlage des Quantentunnelns, bei dem Teilchen Barrieren durchdringen, die ihnen klassisch verschlossen blieben. Die Unschärferelation ist keine Aussage über Unwissenheit. Sie ist eine Aussage über die Natur der Realität. In der Quantenwelt sind Eigenschaften erst nach der Messung eindeutig bestimmt, und selbst dann können manche Paare nicht gleichzeitig scharf definiert sein.

Fakten zum Unschärfeprinzip

• Proposed. Werner Heisenberg, 1927.
• Pairs. Position und Impuls, Energie und Zeit.
• Formel. ΔxΔp ≥ ħ/2.
• Nicht über Werkzeuge. Fundamentales Merkmal der Quantenmechanik.
• Konsequenzen. Atomare Stabilität, Quantentunneln.

Das Unschärfeprinzip ist nicht dasselbe wie der Beobachtereffekt. Beim Beobachtereffekt geht es um Messungen, die das System stören. Das Unschärfeprinzip hingegen beschreibt die Natur von Quantenzuständen.