Heisenberg’s Uncertainty Principle|ハイゼンベルクの不確定性原理

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Heisenberg’s Uncertainty Principle|ハイゼンベルクの不確定性原理

定理:ハイゼンベルクの不確定性原理(Heisenberg’s Uncertainty Principle)

歴史的重要性:
量子力学の核心をなす原理であり、位置と運動量などの物理量を同時に正確に測定することに原理的な限界が存在することを示した。これにより古典物理学の確定的な世界観が根本的に覆され、量子論的世界観への転換点となった。

発表者:
ヴェルナー・ハイゼンベルク(Werner Heisenberg)

生年月日:
1901年12月5日

出生地:
ドイツ・ヴュルツブルク(Würzburg)

没年月日:
1976年2月1日(ドイツ・ミュンヘン)

主な論文:
不確定性原理の発表について

発表年:
1927年

発表場所:
デンマーク・コペンハーゲン
(ハイゼンベルクは当時ニールス・ボーア率いるコペンハーゲン大学の研究所で研究しており、不確定性原理はそこで発表されました。)

受賞:
ハイゼンベルクは1932年に「量子力学の創始と応用」に対してノーベル物理学賞を受賞しています。

公式:

\[\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2}​\]

公式の説明:

  • Δx\Delta は粒子の「位置」の不確定さ(測定値のばらつき)を表す。
  • Δp\Delta は粒子の「運動量」の不確定さを表す。
  • ℏ\hbar(エイチバー)は換算プランク定数であり、プランク定数 h を 2π で割ったものである。
  • この公式は、位置と運動量の測定誤差の積が一定値以下にはなりえないという、量子力学に内在する本質的な限界を示している。つまり、位置を正確に測定しようとすればするほど、運動量の不確定性が大きくなり、逆に運動量を正確に測定しようとすると位置の不確定性が大きくなるというトレードオフの関係を意味している。

親交の深かった科学者:

エルヴィン・シュレーディンガー(Erwin Schrödinger)

ニールス・ボーア(Niels Bohr)

ヴォルフガング・パウリ(Wolfgang Pauli)

マックス・ボルン(Max Born)

ポール・ディラック(Paul Dirac)