Вся физика в 15 уравнениях

Основа квантовой неопределенности

Это неравенство не является физическим законом в строгом смысле как некое правило получения одних величин через другие. Оно скорее описывает следствие законов, а в данном случае — квантовой механики. Предметом неравенства Гейзенберга является самая простая система, которую только можно себе представить: изолированный движущийся квантовый объект. В этом случае ∆х — это погрешность измерения положения объекта на координатной оси, выраженная для примера в метрах. Погрешность — это неопределенность в измерении координаты объекта, численно равная размеру интервала, в котором этот объект гарантированно может быть обнаружен. Например, ∆х = 1 мм означает, что положение частицы известно с точностью до 1 мм. Символом px обозначается импульс частицы, который равен произведению массы на скорость[37]:

px = mvx.

Так же, как и для координаты, ∆px — это погрешность измерения импульса; поскольку масса m постоянна во время движения, неопределенность импульса просто связана с неопределенностью скорости:

∆px = m∆vx.

Итак, если мы измеряем скорость объекта с точностью до 1 м/с, неопределенность составит ∆vx = 1 м/с[38].

В правой части неравенства, выражающего соотношение неопределенностей, используется постоянная Планка ħ, универсальная мировая константа, аналогично скорости света в вакууме или гравитационной постоянной (глава 4). В своей формуле Гейзенберг утверждает, что произведение неопределенностей или погрешностей измерения положения и скорости объекта всегда будет больше некой фиксированной величины, независимо от характера движения.