Il  dualismo onda-corpuscolo spazza via le fondamenta della fisica classica. In meccanica classica ogni particella segue una traiettoria definita, ossia un tragitto lungo il quale la posizione e il momento lineare risultano istante per istante specificabili. Non si può determinare, invece, l’esatta localizzazione di una particella che si comporta come un’onda. Per esempio, si pensi alla corda di una chitarra: l’onda si distribuisce su tutta la corda, senza localizzarsi in alcun punto preciso (figura 1.18). L’elettrone dell’atomo di idrogeno non può quindi essere descritto come una particella orbitante attorno al nucleo secondo una traiettoria definita. L’immagine popolare di un elettrone che descrive orbite regolari attorno al nucleo deve essere spazzata via per sempre.

Non  è possibile sopprimere tale difficoltà. Se sappiamo che a un dato istante una particella si trova in un punto, non siamo in grado di dire alcunché sulla posizione che occuperà un istante più tardi! Il principio di indeterminazione di Heisenberg, formulato dallo scienziato tedesco Werner Heisemberg nel 1927, esprime tale difficoltà e asserisce che, se l’incertezza sulla posizione x di una particella ha un valore molto ridotto (Δx molto piccolo), l’incertezza sul momento lineare (Δp) risulta elevata, e viceversa (figura 1.19). L’espressione matematica di tale principio è:

\[\Delta p \cdot \Delta x \ge \frac{h}{{4\pi }}{\rm{(costante)}}\]

In altre parole, il prodotto delle incertezze di due misure simultanee non può essere minore di un dato valore costante.

Il principio di indeterminazione ha conseguenze pratiche trascurabili quando si tratti di oggetti macroscopici, ma assume grande importanza nel caso di particelle subatomiche come gli elettroni.

Concetto chiave

Il principio di indeterminazione di Heisenberg asserisce che è impossibile conoscere simultaneamente con precisione sia il momento sia la posizione di una particella.