Wie kam Werner Heisenberg auf seine Unschärferelation?

Werner Heisenberg, der in München Physik studiert hatte, entwickelte die Quantenmechanik mit der Kernaussage: Materie und Licht können eine ausgebreitete Welle oder ein punktförmiges Teilchen sein. Für seine Arbeiten zur Quantenmechanik erhielt er 1932 den Nobelpreis für Physik.

Eine weitere brillante wissenschaftliche Leistung war seine Idee und mathematische Herleitung der Unschärferelation. Als er und seine damaligen Kollegen versuchten, die Bahnen von Teilchen mithilfe der Quantenmechanik zu berechnen, kamen sie nicht weiter. Warum?

In der makroskopischen Welt, die der sich unser Leben abspielt, lässt sich problemlos sagen, wo sich ein Gegenstand befindet und wie schnell er ist – etwa ein Auto. Anders in der Welt der Teilchen: Dort lässt sich nicht mit Gewissheit sagen, wo sich ein Teilchen aufhält und welchen Impuls es hat. Das liegt daran, dass Materie Teilchen und Welle sein kann. Wenn die Forscher sehr kleine Dinge untersuchen, dann wird der Wellencharakter immer deutlicher. Man kann dann nicht mehr sagen, dass ein Teilchen sich an einem bestimmten Punkt aufhält.

Die Formel der Unschärferelation lautet Δx⋅Δp≥h/4π und besagt, dass sich Ort und Impuls eines Teilchens grundsätzlich nicht gleichzeitig exakt bestimmen lassen. Die Originalarbeit “Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik” veröffentlichte Heisenberg im Jahr 1927.