Die Heisenberg'sche Unschärferelation
Die Tatsache, dass Teilchen einen wellenartigen Charakter besitzen, wirft ein weiteres Problem auf: Wellen sind im Raum nicht lokalisiert. Das Wissen um dieses Problem veranlasste im Jahr 1927 Werner Heisenberg dazu, seine berühmte Unschärferelation zu entwickeln.
In der klassischen Physik ist es möglich, ein Objekt durch die Angabe seines Impulses und seines Ortes zu beschreiben. Beide können sehr genau gemessen werden. Mit anderen Worten: die klassische Physik ist vollständig deterministisch.
Auf atomarer Ebene hingegen zeichnet die Quantenphysik ein völlig anderes Bild. Die Heisenberg'sche Unschärferelation besagt, dass eine inhärente Unschärfe in der Beziehung zwischen Ort und Impuls existiert. Für die x-Richtung lautet sie beispielsweise:
wobei Δx die Messunschärfe der Position eines
Teilchens in x-Richtung ist, Δpx die
Unschärfe des Impulses in x-Richtung und 
= h/2π.
Dies besagt mit anderen Worten folgendes: Je genauer man die Position eines Teilchens kennt, umso größer ist die Unschärfe des Impulses, und umgekehrt. Diese Beschreibung gilt für alle drei Richtungen:
Die Heisenberg'sche Unschärferelation ist eine direkte Folge des Wellencharakters von Teilchen, da man eine Welle nicht genau lokalisieren kann.
Anders als die klassische Physik ist die Quantenphysik
vollkommen undeterministisch. Man kann Ort und Impuls eines
Teilchens nicht gleichzeitig genau kennen.
Man kann für diese gekoppelten Größen nur Wahrscheinlichkeiten
angeben.