Werner Heisenberg propuso el principio de incertidumbre en 1927. Este principio establece que ciertos pares de propiedades, como la posición y el momento, no pueden conocerse con precisión arbitraria. Cuanto más precisamente se conoce una, menos precisamente se puede conocer la otra. El producto de las incertidumbres siempre es mayor o igual que ħ/2, donde ħ es la constante de Planck reducida. Este principio no se refiere a las limitaciones de los instrumentos de medición, sino que es una característica fundamental de la mecánica cuántica. Las partículas no tienen posiciones y momentos definidos simultáneamente; existen en un espacio de probabilidades.

El principio de incertidumbre tiene profundas implicaciones. Explica por qué los electrones no chocan contra los núcleos. Si un electrón estuviera confinado a un espacio minúsculo, su incertidumbre de momento sería enorme y escaparía. Explica por qué los átomos tienen tamaño y por qué la materia es estable. Explica por qué el cero absoluto es inalcanzable. También es la base del efecto túnel cuántico, donde las partículas atraviesan barreras que clásicamente no podrían. El principio de incertidumbre no es una afirmación sobre la ignorancia, sino sobre la naturaleza de la realidad. En el mundo cuántico, las propiedades no son definidas hasta que se miden, e incluso entonces, algunos pares no pueden ser nítidos simultáneamente.

Hechos del principio de incertidumbre

• Propuesto. Werner Heisenberg, 1927.
• Pares. Posición y momento, energía y tiempo.
• Fórmula. ΔxΔp ≥ ħ/2.
• No se trata de herramientas. Característica fundamental de la mecánica cuántica.
• Consecuencias. Estabilidad atómica, tunelización cuántica.

El principio de incertidumbre no es lo mismo que el efecto del observador. El efecto del observador se refiere a la perturbación del sistema causada por la medición. El principio de incertidumbre se refiere a la naturaleza de los estados cuánticos.