Pozorovanie mikrosvetaPozorovanie mikrosveta

Odpoveď na otázku, či existuje hranica medzi mikrosvetom a makrosvetom a či je vôbec možné nahliadnuť za hranice kvantového mikrosveta sa pokúšali nájsť viacerí fyzici. Najúspešnejší bol Werner Heisenberg, ktorý v roku 1926 interpretoval myšlienkový experiment, v ktorom použil nesmierne výkonný mikroskop, ktorý je schopný pozorovať jednotlivé elektróny. Aby to bolo možné, musí pozorovateľ v súlade s klasickou fyzikou makrosveta, poznať polohu a hybnosť pozorovaného objektu. To sa dá urobiť tak, že pozorovateľ vyšle k skúmanému objektu "sondu", ktorá sprostredkuje informáciu o pozorovanom objekte z mikrosveta. Aby bola schopná požadovanú informáciu sonda sprostredkovať, musí mať podobné rozmery ako skúmaný objekt a musí so skúmaným objektom prísť do interakcie. V prípade elektrónu treba použiť kvantum elektromagnetického žiarenia - fotón, ktorý je „dostatočne zaostrený", aby pozorovateľ bol schopný určiť polohu.

Nech je použitý fotón lokalizovaný v smere pohybu na úsečke dĺžky Dx. Takáto lokalizácia sa dá vytvoriť len pomocou vhodne skonštruovanej interferencie rovinných vĺn. To je dôvod, prečo lokalizovanej vlne hovoríme vlnový balík alebo vlnové klbko. Lokalizácia na úsečke dĺžky Dx, znamená, že amplitúda vlny mimo úsečky je nulová. Teda interferencia musí byť taká, aby sa jednotlivé vlny mimo intervalu (-Dx/2, Dx/2) navzájom zrušili. Aby to bolo možné musia sa vo vlnovom balíku vyskytovať vlny s dĺžkami l a l¢ takými, že sú v protifáze (rušia sa) pri okraji balíka a v strede balíka sú vo fáze (zosilujú sa). Na základe tejto predstavy odvodil Heisenbergov princíp neurčitosti, ktorý určuje nasledovné ohraničenie:

Dx Dpx ³ h/4p