Mecánica cuántica. Incertidumbre en Copenhague (V)

Heisenberg creía, que el mismo acto de medir la posición del electrón, es el que imposibilita la determinación precisa y simultánea, de su momento. Y la razón, que para ello aducía, era muy sencilla. El electrón, en su opinión, se ve perturbado de manera impredecible, al verse golpeado por el fotón utilizado para “verlo “y, determinar su posición. En esa inevitable perturbación, que se produce durante el acto de medida reside, según Heisenberg, el origen de la incertidumbre.

Esa era, en su opinión, una explicación sustentada por la ecuación fundamental de la mecánica cuántica, según la cual pq-qp=ih/2д, en donde p y q son, respectivamente, el momento y la posición de una partícula. Es, pues, la incertidumbre inherente a la naturaleza, la que yace detrás de la no conmutatividad, es decir, detrás del hecho de que pxq no sea igual a qxp. Si, a un experimento, determinado a determinar la posición de un electrón, le sigue otro, destinado a medir su velocidad (y, en consecuencia, su momento), tendemos dos valores exactos. Multiplicar los dos valores nos daría una respuesta A. Pero si invertimos, no obstante, el orden de los experimentos y, medimos primero la velocidad y luego la posición, obtendremos B, un resultado completamente diferente. En ambos casos, la primera medida provoca una perturbación, que afecta al resultado de la segunda. Si no hubiese perturbación – algo, por cierto, distinto en cada experimento – pxq sería igual a qxp. Y, como entonces pq-qp sería igual a 0, no habría incertidumbre en el mundo cuántico.

Heisenberg estaba muy satisfecho, con el modo en que las piezas encajaban. “La incertidumbre especificada, es lo único que ‘abre el espacio suficiente para la validez de las relaciones’ en donde pq – qp = - ih/2д. Era la incertidumbre, en su opinión, la que “hace posible esta ecuación, sin necesidad de cambiar el significado físico, de las magnitudes p y q”.

El principio de incertidumbre puso de relieve la profunda y fundamental diferencia que existe, entre la mecánica cuántica y la mecánica clásica. En el caso de la física clásica, es posible determinar simultáneamente, con cierto grado de exactitud, la posición y el momento de un objeto. Y si, en un determinado momento, conocemos su posición y velocidad, también podemos establecer, el camino seguido por el objeto, es decir, su pasado, su presente y su futuro. Pero las limitaciones de esos conceptos clásicos, resultan patentes cuando se lleva a cabo, el intento simultáneo de determinar, un par de variables conjugadas, como la posición y el momento, o la energía y el tiempo.

El principio de incertidumbre constituía, para Heisenberg, el puente entre la mecánica cuántica y, la observación de lo que parecía ser, la estela del rastro del electrón en una cámara de niebla. En la medida en que establecía el puente, que conectaba teoría y experimento, suponía que “en la naturaleza sólo pueden emerger situaciones experimentales, que pueden expresarse en el formalismo matemático”, de la mecánica cuántica. Y en este sentido, estaba convencido de que, si la mecánica cuántica decía que algo no sucedía, realmente no sucedía.

Pues eso.

(Continuará)