El experimento mental conocido como el gato de Schrödinger es uno de los conceptos más famosos e incomprendidos en mecánica cuántica. Al pensarlo profundamente, los investigadores han llegado a visiones espectaculares sobre la realidad física.
¿A quién se le ocurrió el gato de Schrödinger?
El físico austriaco Erwin Schrödinger, quien ayudó a fundar la disciplina de la mecánica cuántica, concibió por primera vez su enigma felino en 1935 como un comentario sobre los problemas originalmente planteados por la luminaria Albert Einstein, según un artículo publicado en la revista Quanta.
Mientras desarrollaban su nueva comprensión del reino subatómico, la mayoría de los colegas de Einstein y Schrödinger se habían dado cuenta de que las entidades cuánticas exhibían comportamientos extremadamente extraños. El físico danés Niels Bohr defendió la comprensión de que las partículas como los electrones no tenían propiedades bien definidas hasta que se midieron. Antes de eso, las partículas existían en lo que se conoce como una superposición de estados, con, por ejemplo, una probabilidad del 50% de estar orientadas "hacia arriba" y una probabilidad del 50% de estar orientadas "hacia abajo".
A Einstein, en particular, no le gustó esta explicación indecisa. Quería saber cómo, exactamente, el universo sabe que alguien está midiendo algo. Schrödinger destacó este absurdo con su notorio gato conceptual.
Supongamos que uno construye un artilugio extraño, escribió Schrödinger en un artículo de 1935 llamado "La situación actual en la mecánica cuántica". El aparato consiste en una caja con un vial sellado de cianuro, sobre el cual se suspende un martillo conectado a un contador Geiger dirigido a un pequeño bulto de uranio levemente radioactivo. Dentro de la caja, también hay un gatito (y recuerda, este es un experimento mental que nunca se ha llevado a cabo).
La caja está sellada y el experimento se deja ejecutar durante un tiempo determinado, tal vez una hora. En esa hora, el uranio, cuyas partículas obedecen las leyes de la mecánica cuántica, tiene alguna posibilidad de emitir radiación que luego será captada por el contador Geiger, que, a su vez, liberará el martillo y aplastará el vial, matando al gato. por envenenamiento por cianuro.
Según personas como Bohr, hasta que se abra la caja y se "mida" el estado del gato, permanecerá en una superposición de vivos y fallecidos. Personas como Einstein y Schrödinger se opusieron a tal posibilidad, que no concuerda con todo lo que nuestra experiencia ordinaria nos dice: los gatos están vivos o muertos, no ambos al mismo tiempo.
"La física cuántica carecía de un componente importante, una historia sobre cómo se alineaba con las cosas en el mundo", escribió el periodista científico Adam Becker en su libro "¿Qué es real?" (Libros básicos, 2018). "¿Cómo un número fenomenal de átomos, gobernado por la física cuántica, da origen al mundo que vemos a nuestro alrededor?"
¿Es real el gato de Schrödinger?
El gato de Schrödinger llegó al corazón de lo extraño de la interpretación de la realidad de Bohr: la falta de una línea divisoria clara entre los reinos cuántico y cotidiano. Si bien la mayoría de la gente piensa que proporciona un ejemplo en apoyo de partículas que carecen de propiedades claramente definidas hasta que se miden, la intención original de Schrödinger era exactamente lo contrario: mostrar que tal idea no tenía sentido. Sin embargo, durante muchas décadas, los físicos ignoraron este problema y pasaron a otros dilemas.
Pero a partir de la década de 1970, los investigadores pudieron demostrar que las partículas cuánticas se pueden crear en estados que siempre se corresponden entre sí, por lo que si uno muestra una orientación "hacia arriba", el otro estará "hacia abajo", un fenómeno que Schrödinger llamó entrelazamiento. . Tal trabajo se ha utilizado para apuntalar el campo emergente de la computación cuántica, que promete producir máquinas de cálculo que son mucho más rápidas que las tecnologías actuales.
En 2010, los físicos también lograron crear una versión del mundo real del gato de Schrödinger, aunque de una manera que no involucra felicidad (también conocido como asesinato de gatitos). La Universidad de California, Santa Bárbara, los científicos construyeron un resonador, básicamente un pequeño diapasón, del tamaño del píxel en la pantalla de una computadora. Lo colocaron en una superposición en la que oscilaba y no oscilaba al mismo tiempo, lo que demuestra que los objetos relativamente grandes pueden ocupar estados cuánticos extraños.
Experimentos más recientes han colocado grupos de hasta 2,000 átomos en dos lugares diferentes al mismo tiempo, borrando aún más la línea divisoria entre lo microscópico y lo macroscópico. En 2019, los investigadores de la Universidad de Glasgow incluso lograron tomar una foto de fotones enredados usando una cámara especial que tomaba una foto cada vez que aparecía un fotón con su compañero enredado.
Si bien los físicos y filósofos aún no se han puesto de acuerdo sobre cómo pensar sobre el mundo cuántico, las ideas de Schrödinger han producido muchas vías de investigación fructíferas y es probable que continúen haciéndolo en el futuro previsible.
