Espaciotiempo y principio de incertidumbre

Question

Sólo tengo conocimientos limitados de relatividad y quantumphysics, pero por lo que sé, el principio de incertidumbre relaciona la incertidumbre del espacio y el momento de una partícula. Sin embargo, Einstein explicó que el espacio y el tiempo están unidos y que el verdadero tejido del universo es el espaciotiempo por el que navegan todos los objetos.

Da la sensación de que la incertidumbre espacial debería ser, por tanto, incertidumbre espaciotemporal. ¿Es esto erróneo? ¿Puede ser que se conozca la posición de una partícula pero no el momento exacto en que estuvo allí, y que eso dé lugar a incertidumbre en el momento? Si es así, ¿no sería ésta una forma más elegante de expresar el principio de incertidumbre?

Buscando en Google "incertidumbre espaciotemporal" aparecen artículos que me sobrepasan. Aunque mis matemáticas son buenas, apenas tocamos la mecánica cuántica en física.

Answer 1

el principio de incertidumbre relaciona la incertidumbre del espacio y el momento de una partícula.

Es uno de los fundamentos básicos de la mecánica cuántica, ligado a las soluciones de las ecuaciones mecánicas cuánticas. Mecánica cuántica es una teoría de éxito que describe el comportamiento en el microcosmos de las partículas.

En Principio de incertidumbre de Heisenberg , HUP, se describe matemáticamente mediante las relaciones de conmutación de los operadores mecánicos cuánticos que operan sobre las soluciones que describen la posición y el momento de una partícula. En general, se trata de pares de observables y hay una serie de pares que muestran una incertidumbre HUP, no sólo el impulso y la posición.

Sin embargo, Einstein explicó que el espacio y el tiempo están unidos y que el verdadero tejido del universo es el espaciotiempo por el que navegan todos los objetos.

Estás describiendo Relatividad general . Se trata de una teoría clásica que se aplica a grandes dimensiones en el espacio y el tiempo. No está cuantizada. La cuantización de la gravedad es un tema de investigación en curso.

Las relaciones HUP existirán en el formato apropiado de los observables cuantizados de la Relatividad General, una vez que haya acuerdo sobre la cuantización de la gravedad.

De lo contrario, no tiene sentido mezclar los dos sistemas.

Answer 2

No. El Principio de Incertidumbre tiene que ver con el acto de medir. Básicamente, no se puede medir simultáneamente la posición y el momento con un grado arbitrario de precisión. Cuanto más precisa sea la medición de una de ellas, menos precisa será la medición de la otra. Hasta donde yo sé, la incertidumbre en el momento no se debe a que no sepas cuándo se encontraba la partícula en un lugar determinado.

Answer 3

La cuestión no se ha abordado plenamente hasta ahora. La pregunta es mejor reformularla como "¿Puede escribirse el Principio de Incertidumbre en forma covariante?" y la respuesta es sí. Por ejemplo, puedo considerar los cuatro vectores (x,y,z,ict) y (px,py,pz,iE/c) como conjugados y escribir la relación de incertidumbre entre ellos.