En la mecánica cuántica, la relación de indeterminación de Heisenberg (también, principio de incertidumbre de Heisenberg) establece la imposibilidad de que determinados pares de magnitudes físicas observables y complementarias sean conocidas con precisión arbitraria.

Sucintamente, afirma que no se puede determinar el valor simultáneamente de ciertos pares de variables físicas con precisión arbitrariamente grande, como por ejemplo la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado.

En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su momento lineal y, por tanto, su masa y velocidad. Este principio fue enunciado por el físico teórico alemán Werner Heisenberg en 1927.

Existe cierta confusión conceptual que tiende a asumir que la indeterminación es consecuencia del procedimiento experimental a la hora de medir propiedades físicas.

Sin embargo, lo que el principio de indeterminación afirma es que las propiedades de la partícula se encuentran en estado de superposición y, por tanto, tienen atribuidos a la vez diferentes valores de posición y de momento lineal, no existiendo estados físicamente posibles con valores bien definidos de posición y momento.

El principio de indeterminación tiene un análogo clásico solo para el movimiento ondulatorio, aunque dicho principio no se aplica a partículas localizadas.

Eso define una de las diferencias fundamentales entre física clásica y física cuántica.

Desde un punto de vista lógico es una consecuencia de axiomas corrientes de la mecánica cuántica y por tanto estrictamente se deduce de los mismos.

Explicación cualitativa del principio de indeterminación

La explicación «divulgativa» del principio de indeterminación afirma que las variables dinámicas como posición,

momento Angular, momento lineal, etc. se definen de manera operacional, esto es, en términos relativos al procedimiento experimental por medio del cual son medidas: la posición y el momento se definirán con respecto a un sistema de referencia determinado, definiendo el instrumento de medida empleado y el modo en que tal instrumento se usa, por ejemplo, midiendo con una regla la distancia que hay de tal punto a las referencias.

Sin embargo, cuando se examinan los procedimientos experimentales para determinar las variables físicas parece que la medida siempre acabaría perturbada.

En efecto, si consideramos una medida de la posición y el momento lineal de un electrón, para realizar la medida (para poder «ver» de algún modo el electrón) es necesario que un fotón de luz choque con el electrón, con lo cual está modificando su posición y velocidad; es decir, por el mismo hecho de realizar la medida, el experimentador modifica los datos de algún modo, introduciendo un error que es imposible de reducir a cero, por muy perfectos que sean nuestros instrumentos.

Nótese que si la posición se mide, determinando la perturbación que genera la partícula en el campo gravitacional que le rodea, puede reducirse el error a cero.

Debido a que toda partícula es afectada en diferentes medidas por los campos generadas por otras.

Esta descripción cualitativa del principio, sin ser totalmente incorrecta, es engañosa en tanto que omite el principal aspecto del principio de indeterminación: el principio de indeterminación establece el límite de aplicabilidad de la física clásica.

El argumento de que una medida de la posición perturbaría al momento lineal o viceversa, en cierto modo, sería aplicable a la mecánica clásica, donde realmente el principio de incertidumbre no es aplicable.

El principio de incertidumbre es más profundo de lo que el argumento de las perturbaciones del proceso de medición sugiere.

En física clásica se conciben los sistemas físicos como descritos por medio de variables........

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