Le principe d'incertitude est le concept selon lequel la mesure précise et simultanée de certaines variables complémentaires -- telles que la position et l'impulsion d'une particule subatomique -- est impossible. Contrairement aux principes de la physique classique, la mesure simultanée de telles variables est inéluctablement erronée ; plus l'une est mesurée avec précision, plus la mesure de l'autre sera erronée. Le principe d'incertitude, également connu sous le nom de principe d'indétermination d'Heisenberg, est une composante essentielle de la théorie quantique. Werner Heisenberg a découvert le principe d'incertitude et l'a expliqué dans un article de 1927 :
(traduit de Uber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik )
Les paires d'attributs observables d'une seule particule élémentaire qui ont ce qu'on appelle une relation d'incertitude sont appelées variables conjuguées . Les particules élémentaires sont celles qui n'ont pas d'autre sous-structure, notamment les leptons, les quark s et les bosons de jauge. Le principe d'incertitude est représenté mathématiquement par un ensemble de théorèmes d'analyse fonctionnelle, dérivant de la définition mathématique de l'opérateur s en mécanique quantique . En pratique, ce concept stipule qu'une analyse d'expériences scientifiques ne peut être précise sans tenir compte de la nature de sa distribution de probabilité ou de son erreur. La physique moderne a été fondée sur la théorie quantique, la mécanique quantique et la théorie de la relativité d'Einstein. Les principes de la physique quantique sont toujours appliqués dans un nombre croissant de domaines, notamment l'optique quantique, la chimie quantique, l'informatique quantique et la cryptographie quantique. Albert Einstein a dit que "Dieu ne joue pas aux dés" en raison du principe d'incertitude. Frustré par les aspects incompatibles de la théorie quantique et de sa théorie de la relativité, Einstein a consacré de nombreuses années à la recherche d'une théorie des champs unifiée qui permettrait de concilier ces questions. La quête actuelle d'une théorie des champs unifiée (parfois appelée le Saint Graal des physiciens) est largement axée sur la théorie des supercordes et, en particulier, sur une adaptation connue sous le nom de théorie M .
"Plus la position est déterminée avec précision, moins la quantité de mouvement est connue avec précision à cet instant, et vice versa."