Il principio di indeterminazione di Heisenberg è un principio della fisica nucleare, descritto per la prima volta dal fisico teorico Werner Heisenberg. Afferma che non è possibile misurare in modo accurato e preciso la quantità di moto e la posizione di una data particella subatomica contemporaneamente. Il principio afferma anche che l’accuratezza delle due misurazioni è inversamente proporzionale: l’accuratezza di una misurazione viene corrispondentemente ridotta quando la misurazione dell’altra si avvicina al limite della sua accuratezza. Heisenberg ha chiarito il principio, affermando che non aveva nulla a che fare con tecniche sperimentali o apparecchi di misura. Anche in condizioni teoricamente ideali e perfette, rimarrebbe valido.
Nell’articolo di Heisenberg sull’incertezza rispetto alle particelle subatomiche, il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che “Più precisamente viene determinata la posizione, meno precisamente si conosce la quantità di moto in questo istante, e viceversa”. Questa affermazione sembra semplice ma aveva importanti implicazioni per le nuovissime scienze della meccanica quantistica e della fisica quantistica. Ha rivoluzionato il modo in cui gli scienziati hanno capito la fisica, l’universo, la natura della materia e la realtà. Prima dello sviluppo di questa idea, la fisica si basava sul presupposto che, in teoria, esistesse un valore esatto e preciso per ogni aspetto di ogni particella nell’universo, anche se non esistevano i mezzi per misurare quelle proprietà.
Il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che non solo non è così, ma che non potrà mai essere così e che questo fatto è il risultato della struttura fondamentale della materia e del modo in cui si comportano le particelle che la compongono. Piuttosto che valori esatti per le varie proprietà delle particelle subatomiche, la meccanica quantistica si occupa invece delle probabilità di tali valori e di come si comporteranno le particelle. È anche correlato alla capacità della luce di agire sia come onda che come particella e alla velocità finita con cui viaggia.
Come parte del suo lavoro nello sviluppo del principio, Heisenberg elaborò le cosiddette relazioni di incertezza. Come base per questo lavoro, ha usato un ipotetico singolo elettrone che si muove nel vuoto. Le osservazioni dell’elettrone sono descritte in termini del suo momento, che è definito come la sua velocità – velocità e direzione – moltiplicata per la sua massa, la sua carica e il tempo impiegato nell’osservazione. Ha usato un esperimento mentale, usando un immaginario microscopio a raggi gamma, per mostrare che il suo principio indica che è impossibile conoscere il valore esatto di tutte le variabili delle proprietà di tale particella.