Aquí hay gato encerrado – Algarabía
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Aquí hay gato encerrado

La ecuación de Schrödinger —también conocida como «el gato de Schrödinger»— indica que un átomo no puede estar en dos estados al

Nada de especial tiene una de esas pequeñas y tiernas alimañas, hasta que la metemos en una caja. Pero no se trata de una caja común, sino de una con un dispositivo que permite relacionar las predicciones de la mecánica cuántica sobre los átomos con los procesos observables a simple vista.

Este «experimento imaginario» —que en alemán sería un Gedankenexperiment— constituye el ejemplo clásico de lo que en mecánica cuántica los expertos llaman «la paradoja del observador», y que se vincula con uno de los problemas más actuales en la interpretación cuántica, cuyas leyes, ha de decirse, rigen los procesos que ocurren en dimensiones atómicas, tan pequeñas que no pueden apreciarse con el ojo desnudo.

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Para llegar ahí, toma imaginariamente un milímetro, divídelo en 10 millones de partes y visualiza una de ellas. En esa pequeña escala suceden fenómenos que son capaces de asombrar al más soñador de los autores de ciencia ficción y que se contraponen a lo que nuestra intuición diría acerca de cómo se comporta el mundo. Es el caso de este curioso gatito.

Cálculos cuánticos

s15-ciencia-Gato4Pensemos en un problema físico común; por ejemplo: un tren viaja a tantos kilómetros por hora y queremos calcular su posición después de haber transcurrido cierto tiempo; o bien, se lanza un misil con determinada velocidad y trayectoria, y deseamos predecir dónde y en cuánto tiempo caerá. En ambos casos, contamos con una función que nos permite hacer ese cálculo y, si realizamos la medición experimental, nos encontraremos con que el resultado diferirá de nuestra predicción en unos cuantos milímetros o centímetros, pero, esencialmente, podremos conocer la posición del objeto sin miedo a equivocarnos.

Ahora, trasladémonos a las dimensiones atómicas. La cuestión
 de determinar la posición de un objeto —en este caso, un «objetititito»— se ve reformulada sustancialmente, pues debemos tratar con una función que describe el «estado del sistema» en su conjunto y cuyas increíbles propiedades se manifiestan en nuestro minino. El asunto aquí no es la función
 en sí, sino su interpretación, y la más difundida es la de la escuela de Copenhague, que consiste en asignar sólo probabilidades de encontrar el sistema en tal o cual estado, ambos contenidos en 
la función. Además, solamente a través de la observación —o medición— se puede determinar en cuál de los dos se encuentra —aunque no necesariamente son dos las posibilidades, pero partimos de este número para simplificar.

Lo que podría resultarnos difícil es aceptar que, antes de la medición, el sistema se encuentra simultáneamente en los dos estados y que, cuando lo medimos, la función colapsa y sólo vemos uno de los estados. En el mundo cuántico, esto no es una contradicción; no obstante, y volviendo a nuestro ejemplo, surge la pregunta: ¿por qué nunca hemos visto un gato vivo-muerto?

La paradoja del gato

Esta paradoja fue propuesta por el físico Erwin Schrödinger1 Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (1887-1961) fue un físico teórico que nació en Viena, Austria, y se hizo famoso por sus contribuciones al campo de la física cuántica, en especial, por la ecuación que lleva su nombre y que le valió el Premio Nobel de Física en 1933. en 1935 y consiste en conectar un átomo con dos estados posibles, por una vía conveniente, a un mecanismo que, dependiendo del estado
 del átomo, libera o no un veneno —nótese que también son dos posibilidades— y luego colocarlo junto a un gatito dentro de una caja y cerrarla.
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La mecánica cuántica predice que el átomo se encuentra al mismo tiempo en sus dos estados posibles y que, por lo tanto, el veneno, a la vez, se ha liberado y no se ha liberado, así que el gato está simultáneamente vivo y muerto —¡pobre animal!, le ha de doler—. Una vez que abrimos la caja, la función que, cabe recordar, contiene los dos estados posibles, colapsa a uno de ellos y sólo vemos un gato vivo o un gato muerto. Si está vivo, ¡qué gato tan afortunado!; si está muerto, ¡seguro era su novena vida!, pero eso no nos importa mucho.

Schrödinger, uno de los padres de la cuántica, se oponía a la interpretación de la escuela de Copenhague y no contemplaba la posibilidad de encontrarse alguna vez con ese gato vivo y muerto a la vez. Lo que buscaba era plantear una paradoja irresoluble
 desde esa perspectiva; es decir, que su experimento se considerara ridículo y se desechara esa interpretación. Pero, contra su intención, formuló uno de los grandes problemas interpretativos de la cuántica: ¿cómo se conectan las leyes de la cuántica con las de los objetos macroscópicos? Y aunque eso se sigue discutiendo, en términos generales puede decirse que la interpretación de Copenhague 
ha perdido seguidores frente a otras alternativas que no cabe mencionar en este artículo.

Por eso mismo, nuestro gato ha sido objeto de grandes polémicas y se dice que Schrödinger, al final de su vida, llegó a decir: «Desearía no haber conocido ese gato nunca». Stephen Hawking2 Stephen William Hawking nació en Inglaterra en 1948 y es uno de los físicos teóricos más relevantes del mundo por sus investigaciones en torno a los agujeros negros, sus teorías cosmológicas y por sus textos de divulgación acerca del origen del Universo. Su libro Breve historia del tiempo ha vendido más de nueve millones de copias en todo el mundo. dijo alguna vez: «Cuando oigo hablar 
del gato de Schrödinger, me dan ganas de sacar mi pistola…» ¡Y no es el único que lo quiere muerto!

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Ésta es, pues, la breve historia de un tierno y odiado minino que ha puesto a muchos científicos destacados —entre ellos Niels Bohr, Albert Einstein, David Bohm, Hugh Everett iii, John Archibald Wheeler y muchos más—, y a otros que no lo son tanto, a especular sobre la interpretación de esta función y lo que nos dice acerca del mundo.

Terminemos diciendo que, aunque se ha demostrado de forma experimental que un sistema cuántico puede estar realmente en dos estados al mismo tiempo —por ejemplo, en dos lugares—, la paradoja que plantea este gato no ha sido resuelta definitivamente y, muy probablemente, habrá de pasar mucho tiempo antes de que así sea.

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