¿Quién es el gato de Schrodinger? Se lo explicamos a la gente de los gatos

Para la mayoría de nosotros, pronunciamos las palabras “teoría cuántica” o “física” y nuestros ojos se ponen vidriosos inmediatamente o nuestros cerebros simplemente se desconectan. La teoría cuántica es un campo de estudio que examina las partículas más pequeñas que componen nuestro universo: cómo se comportan y cómo se pueden medir. Todavía es un campo relativamente nuevo, que recién comenzó en serio a principios del siglo XX. ¿Por qué nos interesa esto? Porque, al igual que todos sabemos que los gatos gobiernan Internet, resulta que los gatos también gobiernan el intelecto.

Desde que el físico austríaco Erwin Schrödinger publicó su experimento mental en 1935, el gato de Schrodinger se ha convertido en uno de los conceptos más famosos y centrales de la física. Las personas que no saben nada sobre matemáticas o ciencias probablemente hayan oído hablar del gato de Schrodinger, al igual que la equivalencia masa-energía de Albert Einstein, E = mc2 .

¿Qué es el gato de Schrodinger? En su nivel más básico y fundamental, describe la siguiente paradoja: Hay un gato completamente hipotético en una caja; en un momento dado, ¿es posible que el gato esté vivo y muerto al mismo tiempo?

El gato de Schrodinger para la gente de los gatos

Antes de sumergirnos en el experimento mental real e intentar hacer algo de mecánica cuántica para tontos, o más bien, para una audiencia general, intentemos explicar de una manera que cualquier dueño de gato pueda relacionarse. Supongamos que tiene un gato particularmente travieso que tiene la reputación de tirar cosas de la encimera de la cocina. Te quedaste en cama demasiado tiempo esta mañana y tuviste que salir corriendo de la casa para ir al trabajo. Una vez que llegas a la oficina, se te ocurre que, después de tomarte un vaso de jugo, lo dejaste en el borde del mostrador. Tu mente está llena de pánico y resignación a partes iguales.

Puede esperar que su gato no golpee el vaso del mostrador, pero seamos sinceros, es solo cuestión de tiempo antes de que el recipiente capte la atención del gato, tiente esas patas juguetonas y se rompa por todo el piso de la cocina. Piensas en ello y te preocupas por ello durante todo el día. A veces, imagina que el cristal ha eludido la atención del gato; en otras ocasiones, está seguro de que el vidrio se rompió media hora después de haber salido de la casa. La cosa es que no sabrás de ninguna manera hasta que llegues a casa, hasta que estés allí para barrer los fragmentos de vidrio.

Este es básicamente el problema planteado por el experimento mental de Schrodinger. Sabes que tu gato es un idiota, pero no sabes cuándo se vaactuarcomo un idiota. En cualquier momento entre ahora y entonces, puede imaginarse el vaso de su mostrador como entero y roto.



Los orígenes de la paradoja del gato de Schrodinger

Una de las teorías predominantes de la mecánica cuántica es la interpretación de Copenhague. Desarrollada en la década de 1920, esta línea de pensamiento afirma que es posible que las partículas subatómicas en un sistema cerrado existan en varios estados posibles simultáneamente - un fenómeno conocido como 'superposición' - y que una respuesta establecida o definitiva solo es posible cuando la cosa se observa o mide.

El experimento mental de Erwin Schrodinger fue diseñado para desafiar esta noción, o al menos para subrayar sus deficiencias. Los átomos y los fotones son impredecibles, sin duda, pero ¿y si hubiera un elemento más sustancial en juego, digamos, un gato?

El experimento mental

La configuración pone en juego cinco cosas, en el transcurso de una hora, dentro de una caja de acero sellada. Hay un gato, una porción de material radiactivo, un contador Geiger, un martillo y un contenedor de cianuro, un compuesto mortal. El contador Geiger está preparado para registrar cualquier desintegración o liberación de energía del material radiactivo. Cuando el contador obtiene una lectura, el martillo cae, rompe el recipiente y mata al gato.

El único elemento aquí que puede efectuar cambios es el estado de descomposición del material radiactivo. La naturaleza del problema para los físicos es que la descomposición es aleatoria y difícil de predecir. Según los entendimientos contemporáneos, dado que la cantidad de material radiactivo es tan pequeña, pasa una hora, durante la cual el dispositivo puede activarse en cualquier momento. Mientras la caja permanece sellada, nadie puede saber de manera concluyente si el material se ha descompuesto o no.

Dado que el estado del material radiactivo es tan impredecible, se puede suponer que se encuentra en ambos estados, completo y descompuesto, a la vez. Según la interpretación de Copenhague, si las partículas cuánticas pueden hipotéticamente estar en dos estados simultáneamente, el gato también debe estar vivo y muerto hasta que sea observado.

Esto no es lo que creía Schrodinger, por supuesto. Su intención al delinear este experimento mental fue que, si bien la naturaleza de las partículas subatómicas es aparentemente aleatoria, un gato no es una partícula subatómica. Un gato debe estar vivo o muerto; no puede ser ambos a la vez.

Ningún gato es dañado en experimentos mentales

En la ciencia, existen diferencias sustanciales entre las teorías y las interpretaciones, como la interpretación de Copenhague en la que Schrodinger estaba haciendo agujeros. Las teorías son cosas que pueden probarse y demostrarse con cierto grado de certeza. Dado que la mecánica cuántica es tan impredecible y tan nueva en la década de 1930, la mejor información disponible eran conjeturas y predicciones, no experimentos observables y comprobables.

En cuanto al experimento mental de Schrodinger, es solo eso, un experimento mental. El propósito de un experimento mental es pensar detenidamente y considerar un problema difícil y proporcionar una variedad de argumentos e interpretaciones potenciales. Ningún gato ha sido sometido jamás al ridículo escenario que describió Schrodinger, ni pretendió jamás que se construyera un sistema así.

Es alarmante incluso imaginarse poner a un gato en una situación que se asemeja a una de las torturas bizantinas delSierrafranquicia de películas de terror, y ese es exactamente el punto. Para Schrodinger, era igualmente inverosímil que las partículas subatómicas pudieran existir en dos estados como afirmar que un gato está vivo y muerto simultáneamente.

El legado del gato de Schrodinger

Si un árbol cae en el bosque y no hay nadie que lo escuche, ¿emite algún sonido? Esta es una pregunta que es familiar para casi todos. Los experimentos mentales perduran porque nos desafían a imaginar posibilidades extremas. El gato de Schrodinger puede verse como una extensión de la cuestión del árbol. Cada uno supone que un evento solo ocurre porque hay una persona allí para observarlo o presenciarlo.

Al igual que nuestro experimento mental anterior con el gato y el vaso en la encimera de la cocina, tanto la pregunta del árbol como el gato de Schrodinger ilustran los límites de hasta dónde nos puede llevar el pensamiento por sí solo. Afortunadamente, la ciencia y la filosofía no son las únicas vías para explorar los límites del conocimiento humano o felino.

Una vez que la paradoja del gato de Schrodinger entró en la imaginación popular, los narradores comenzaron a tomar las ideas básicas y resolver los problemas como si fueran literarios. De Douglas AdamsAgencia de detectives holísticos de Dirk Gentlya Neil Gaiman'sDioses americanos, la ficción ha utilizado al gato de Schrodinger como punto de partida. Ha sido referenciado y representado en toda la gama de esfuerzos creativos, desde el arte hasta los cómics y los videojuegos.