O Princípio da Incerteza de Heisenberg reforça o caráter probabilístico que deve ser adotado na física da estrutura da matéria, que é a física Moderna.
Werner Karl Heinsenberg (1901 – 1976) foi um brilhante físico alemão que, entre outros, trabalhou com Niels Bohr em Copenhague. Eles cultivaram uma forte amizade que acabou sendo abalada quando Heisenberg se envolveu no programa nuclear alemão, que tinha o objetivo de produzir a bomba atômica, durante a segunda guerra mundial. Não é segredo para ninguém que a contribuição de Heisenberg não foi capaz de fazer com que o atrasado programa nuclear alemão chegasse à tão sonhada e destrutiva arma antes dos americanos.
Heisenberg, além de contribuir com a física nuclear, estabeleceu o famoso princípio da incerteza, que é de grande importância para o desenvolvimento da mecânica quântica.
Em 1924, Louis de Broglie, um físico francês, sugeriu a dualidade partícula-onda da matéria. Um ano depois, Erwin Schroedinger procurou uma função de onda que descrevesse essa onda de matéria. A função de onda de Schroedinger está relacionada com a probabilidade das partículas poderem assumir qualquer estado energético no decurso do tempo, ou seja, a função de onda não nos diz a posição da partícula, mas sim a probabilidade de essa partícula assumir um certo valor energético em um dado momento.
É exatamente sobre isso que nos fala o Princípio da Incerteza de Heisenberg. Para esse princípio, não é possível conhecer a quantidade de movimento e a posição de uma partícula em um mesmo momento. Simplificando, não podemos conhecer ao mesmo tempo a posição e a velocidade de uma determinada partícula, o elétron por exemplo. Para Heisenberg, toda vez que tentarmos fazer tais medidas, estaremos interferindo de alguma forma na própria medida. Não se trata de falta de habilidade de quem está fazendo a medida, ou de falta de instrumentação adequada. A incerteza está presente de qualquer forma, pois ela é inerente ao próprio ato de medir.
Se pararmos para pensar, concordaremos com o Princípio da Incerteza. Vamos supor que queiramos medir a posição e a velocidade de um elétron. O simples fato de tentarmos visualizá-lo nos faz fornecer energia a ele, alterando completamente seu estado energético. Por isso, para a física quântica, o caráter determinístico da física clássica não se aplica.
Matematicamente, o Princípio da Incerteza pode ser anunciado assim: vamos considerar que a medida da posição de uma partícula seja dada com incerteza Δx, e que a quantidade de movimento dessa partícula seja dada com incerteza Δp. Para Heisenberg, o valor dessas incertezas obedece a seguinte relação:
Δx . Δp = h/2π
Sendo h a constante de Planck cujo valor é de 6,63 . 10-34 J.s.
*Crédito da imagem: Neftali / Shutterstock.com