안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
불확정성 원리에 따르면 입자의 위치와 운동량은 동시에 원하는 만큼 정확하게 정할 수 없어요. 식으로는 Δx·Δp ≥ ħ/2로 쓰고, 위치의 불확정도를 줄이면 운동량의 불확정도가 그만큼 커져요.
측정 장비가 입자를 건드려 생기는 오차로 오해하기 쉽지만 더 근본적인 성질이에요. 양자역학에서 입자는 파동함수로 표현되는데, 위치가 한 점에 몰린 파동을 만들려면 파장이 다른 파동을 아주 많이 겹쳐야 해요. 파장은 운동량과 연결돼 있어서 위치가 뚜렷해질수록 운동량은 넓게 퍼져요.
원자 크기인 0.1nm 안에 전자를 가두면 속도의 불확정도가 초속 약 580km에 이르러요. 전자가 좁게 몰릴수록 운동 에너지가 커지니 핵으로 떨어지지 못하고, 원자가 일정한 크기를 유지해요. 반대로 1g짜리 구슬의 위치를 1μm까지 정해도 속도의 불확정도는 10⁻²⁵m/s 수준이라 일상에서는 전혀 느낄 수 없어요.
양자역학에서는 측정 순서를 바꾸면 결과가 달라지는 물리량 쌍에서 수학적으로 따라 나오는 관계이고, 에너지와 시간 사이에도 비슷한 관계가 성립해요 :)