Vuonna 1927 saksalainen Werner Heisenberg kehitti epämääräisyysperiaatteen, joka liittyy hiukkasten ja sellaisiksi kuviteltujen fotonien olemukseen. Teorian mukaan hiukkasen paikkaa ja liikemäärän suuruutta ei voi yhtäaikaisesti määrittää tiettyä tarkkuutta suuremmin. Yhtälön muodossa esitettynä se näyttää seuraavalta:
|
Tavallisessa arkielämässä tällä ei ole merkitystä, sillä näitä makromaailman hiukkasia voidaan hallita Newtonin mekaniikalla, mutta kun hiukkasen massa pienenee ja se alkaa saada De Broglie –aaltoluonnetta, merkitys alkaa kasvaa. De Broglie aaltojen ominaisuudet alkavat esiintyä, kun hiukkasten etäisyydet ovat niiden De Broglie -aallonpituuden kertaluokkaa (Esimerkkinä samasta kertaluokasta, kun aallonpituus metrin luokkaa ja aaltojen etäisyys toisistaan samoin metrin luokkaa, kuten matalilla ääniaalloilla ovenraossa, aallot alkavat taipua ja interferoida. Sokkeloisessa talossa siis kuuluu matalaa murinaa, jos jossain huoneessa ihmiset puhelevat eri taajuuksilla)
Hiukkasilla alkaa siis esiintyä vastaavia ominaisuuksia kuin puhtaasti aaltomaisesti tarkasteltavilla esim. valolla tai röntgensäteilyllä. Toisaalta näitäkin voidaan tarkastella hiukkasina. Hiukkasille voidaan laskea aallonpituus:
|
Tällöin hiukkaset menettävät jotain ominaisuuksistaan. Suurta joukkoa tarkasteltaessa niiden yksilöllinen tunnistaminen käy vaikeaksi ja vain niiden laji on tunnistettavissa. Emme voi olla varmoja onko havaittu hiukkanen sama, kuin äsken havaittu, mutta voimme pitää sitä samana, jos sen varaus ja massa täsmäävät edellisen havainnon kanssa. Ne noudattavat myös sädeoptiikan taipumis-, taittumis- ja heijastumislakeja.
|
