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在大尺度上的不确定性理论
海森堡的理论在宏观物体上的观测。
在量子力学中的海森堡不确定性原理在肉眼可见的尺度下已被证明。这项发表在2013年2月15日出版的《科学》杂志上的研究，将会帮助我们检测黑洞合并引起的空间结构中的微小扰动。
“不确定性原理在很多不同领域已经被证明，但是能够在可见的机械物体上观察到，真是太棒了。”加州理工大学的物理学家凯斯·施瓦布（Keith Schwab）说道。
1927年物理学家维尔纳·海森堡的著名理论指出，同时精确测量一个物体的位置与动量是有基本限制的。为了证明他自己的理论，海森堡给出了定位单电子的例子。要定位电子，将需要收集反射电子的光。问题是即使只有一粒光子撞击电子，电子的动量和它的位置也会因此改变。
当物体大到能够被肉眼看到时，动量与位置的关系就变得微不足道。尽管如此，物理学家托马斯·珀迪和他的团队想在宏观范围内来证明不确定性理论。因此，他们通过实验用一亿光子组成的激光来撞击一个大约由百万亿原子组成的可见物体，用于测量它的位置。
珀迪的团队开始制造一个高约0.5毫米的微小圆桶，为了消除热效应，研究者将这个圆桶冷却到大约5K（绝对温度）。他们将两个很小的镜子安装在这个圆桶的两面，然后用激光照射圆桶。
当光在两个镜面之间反复放射，大多数照射在圆桶的光子将传递它们的动量。然后将进入一个检测器来测定圆桶的位置。由于微小的光子撞击，这个圆桶将发生很小的震动（皮米量级，10 -12 米）。
这个测量的不确定性仅有几皮米，但它对于科学家们需要的高精度测量来说是非常重要的。
在一个被叫作激光干涉引力波天文台（LIGO）的研究项目中，物理学家用类似于珀迪的研究装置，但实际比这个研究装置更大的设备来捕捉引力波——来自宇宙空间结构的波动，引力波是由黑洞合并或其他大规模天体物理现象所引起的。
每一个LIGO实验装置是由两个相距4000米的镜子组成，激光束在其间来回反射。LIGO的物理学家用这个激光束来测定两个镜子的位置，从而测定它们之间的距离。
根据爱因斯坦广义相对论，一个引力波在经过这两面镜子时会引起所测镜子间距离的微小变化——大约十亿分之一米的十亿分之一——在极短的时间内。
工程师已经开发出精确的设备，但是他们还将面临如何将由引力波引起的距离变化和激光撞击所引起的距离变化区分开来的问题。