Sumário
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Salvando leitura…
Desvio padrão mede o espalhamento em torno da média

Duas larguras

Incerteza não é defeito do instrumento

A régua não media a distância entre o primeiro e o último ponto. Um único evento extremo faria essa extensão saltar. Em vez disso, Lia calculou a posição média ⟨x⟩ e perguntou quanto, em média quadrática, os resultados se afastavam dela. A raiz dessa quantidade era o desvio padrão Δx.

Tomás repetiu o procedimento para o momento. Primeiro encontrou ⟨p⟩; depois, a média de p²; por fim, subtraiu ⟨p⟩² e extraiu a raiz. O resultado Δp não era o erro de uma leitura individual. Era uma propriedade da distribuição prevista pelo estado e pela observável escolhida.

Duas nuvens podiam compartilhar a mesma posição média e ter larguras muito diferentes. Também podiam ter o mesmo Δx e formas distintas: uma curva suave, dois picos separados ou uma distribuição com caudas raras. O desvio padrão resumia uma escala importante, não contava toda a história estatística.

Lia deslocou o pacote inteiro para a direita. ⟨x⟩ mudou, mas Δx permaneceu igual. Tomás deu ao pacote um impulso médio; ⟨p⟩ mudou sem alterar necessariamente Δp. O princípio da incerteza limitava as dispersões, não proibia conhecer ou controlar os valores médios com grande precisão.

Para cada estado normalizado, as probabilidades de posição permitiam calcular ⟨x⟩ e ⟨x²⟩. A diferença ⟨x²⟩−⟨x⟩² era sempre não negativa. O mesmo valia para momento. Assim, a desigualdade seria uma afirmação matemática sobre dois conjuntos de amplitudes ligados entre si.

A régua também revelava uma condição escondida: algumas distribuições têm caudas tão pesadas que a variância não é finita. Nesses casos, Δ deixa de ser o resumo adequado, embora outras relações de incerteza possam usar entropias ou larguras diferentes. A fórmula célebre tem um domínio de aplicação, não é um encantamento universal.

Tomás escreveu ΔxΔp no centro do mapa. Ainda faltava o lado direito da desigualdade. Para descobri-lo, Lia teria de olhar não para o vidro do detector, mas para a transformação matemática que liga uma descrição espacial aos seus componentes de comprimento de onda.

Fontes desta página

  1. Earle Hesse Kennard (1927). Zur Quantenmechanik einfacher Bewegungstypen.Zeitschrift für Physik, 44, 326–352. Obtém a relação quantitativa entre as dispersões de posição e momento para pacotes de probabilidade na mecânica quântica.
  2. Howard Percy Robertson (1929). The Uncertainty Principle.Physical Review, 34, 163–164. Generaliza a relação de incerteza para pares de observáveis por meio de seus comutadores e desvios padrão.
  3. Max Born (1926). Quantenmechanik der Stoßvorgänge.Zeitschrift für Physik, 38, 803–827. Desenvolvimento extenso da teoria quântica de colisões e da interpretação estatística das amplitudes de transição.