¿Conoces el gato de Schrödinger?
Schrödinger, en forma de metáfora, se preguntó lo que pasaría si colocamos a un gato dentro una caja, dentro de la caja ponemos un pequeño dispositivo radioactivo, éste tiene una sola particula con 50% de probabilidad de desintegrarse. Dentro también hay un detector, entonces, si la partícula se desintegra activará el detector que, a su vez, liberará un gas venenoso matando al gato de forma instantánea. —Cada persona lo plantea de forma distinta, puede ser dinamita, veneno, una pistola, o cualquier método maquiavelico para asesinar al gato— Y no se preocupen, ningun gato resultó dañado por Schrödinger :).
El pobre gato entonces, según la mecánica cuántica, tiene 50% de probabilidad de estar vivo, puesto que la partícula no se desintegro, el veneno no se liberó y el gato no murió, ó 50% de estar muerto al desintegrarse la partícula y liberarse el veneno. Entendemos que tiene entonces 50% y 50% de probabilidades de estar muerto o vivo ya que está sujeto a la probabilidad de que lo que suceda con la partícula, — hasta aquí todo parece lógico —. Entonces, si repetimos el experimento algunas veces, en la mitad habrá muerto el gato y en la otra mitad el gato estará vivo, pero ésto no lo podemos saber hasta el momento de abrir la caja. Pero...
Aquí sucede lo interesante, las leyes cuánticas explican que en realidad, dentro de la caja, la partícula está en un estado de superposición cuántica, es decir, que está en un estado intacto y desintegrado al mismo tiempo, ambas posibilidades ocurren simultaneamente, entonces el gato está VIVO Y MUERTO a la vez. ¿Absurdo?...
No es tan absurdo como imaginas
Explicado sencillamente, el experimento de Schrödinger aplica las leyes cuánticas, pero el gato es un ser vivo y NO se comporta como un sistema cuántico. A nivel subatómico, ambos acontecimientos se cumplen y es una realidad, el gato existe vivo y muerto a la vez. Pero las leyes cuánticas únicamente se cumplen a escala atómica y bajo determinadas condiciones, eso significa que las leyes cuánticas son válidas solamente para partículas aisladas, lo que significa que cualquier interacción entre esa partícula subatómica y el entorno (nosotros, el gato, el dispositivo) hace que las leyes dejen de aplicarse.
Esto significa que la sola acción de mirar la caja para ver lo que sucedió con la partícula y observar así si el gato está vivo o muerto podrá colapsar esa superposición, pues nosotros mismos interactuaríamos con el sistema y, al no ser el nuestro un sistema cuántico, éstas leyes cuánticas desaparecen. De esa manera encontraremos al gato vivo o muerto.
Mundo cuántico vs. Mundo real
Bien, hablemos un poco del Electrón, éste no es como una pequeñita canica que se encuentre siempre en un lugar determinado, la posición del electrón se entiende como una onda — como en la superficie del agua, al tirar una piedra — Esto se puede comprobar en el experimento, también famoso, de la doble rejilla donde a un solo electrón se le hace pasar por dos orificios (caminos) distintos, y al juntarse estas ondas nuevamente — como cuando se juntan las ondas en la superficie del agua — en otro punto ocasionan que el electrón interactue consigo mismo.
Lo que realmente sorprendente es que si en uno de los dos orificios pones un detector para determinar si el electrón pasó o no pasó por ahí, entonces el electrón tomará un camino u otro, ya no ambos al mismo tiempo. Imaginen entonces que el electrón puede recorrer su camino por ambos orificios normalmente cuando nadie lo observa, pero cuando ésto cambia el electrón es forzado a elegir uno de los caminos.
Entonces este misterio de la mecánica cuántica, lo que sucede con el electrón, fotones y algunas otras partículas, resuelve nuestra paradoja del gato de Schrödinger. Esto porque el observar si el electrón elija un camino u otro, o que una particula se desintegre o no se desintegre y por tanto muera o no el gato, hace que sistemas no cuánticos interactuen de alguna manera con cualquier otro sistema, como el detector en la caja, y a esto se le llama decoherencia cuántica. Esto quiere decir que el gato nunca pudo estar vivo y muerto a la vez, pues desde el momento en que el detector hubiera interactuado con la partícula, ésta hubiera optado por desintegrarse o no en ese mismo momento.
En conclusión las sorprendentes leyes cuánticas son reales, pero solo aplican en sistemas cuánticos, escalas muy pequeñas del tamaño de los átomos y partículas más pequeñas. En cuanto tienes un sistema no cuántico como un detector, un gato o un asesino de gatos en nombre de la ciencia, el proceso de decoherencia ocurre inmediatamente y los efectos cuánticos desaparecen.
El mundo de la mecánica cuántica es muy interesante, espero pronto compartir más datos curiosos con ustedes y que esta paradoja del gato de Schrödinger les haya parecido interesante, hasta el siguiente post, ¡saludos!.
Nota: Las imagenes publicadas no son de mi propiedad.
Fuentes: Hipertextual.com | Shutterstock.com | Tirasdehumor.com
