O gato de Schrödinger vive?

Seguro que máis dunha vez este popular gato chegou aos vosos oídos. Seguro que máis dunha vez vos dixeron que morreu e, da mesma maneira, seguro que as mesmas veces vos dixeron que non o fixo. Non podemos dicir aquí se o fixo ou non, porque o peculiar felino non é máis que un experimento mental proposto por Erwin Schrödinger, pero o que si que podemos é presentalo e traer con el o dilema que suscita.

gatoAntes de comezar a falar deste animal, debemos facer un conciso resumo de certas implicacións da mecánica cuántica, posto que da mesma depende a súa vida. Esta teoría científica data de principios do século XX, momento de gran auxe para a física posto que se produce un brutal cambio do paradigma establecido. Ata o momento do nacemento da cuántica, o mundo era un lugar que a física dicía determinista. Isto quere dicir que todo estaba escrito; se coñecésemos tódalas variables posibles, saberíamos o destino de toda partícula do Universo, simplemente sería moi complexo de calcular.

Pero entón xorden certos fenómenos de difícil explicación mediante as disciplinas clásicas da física. O corpo negro é un punto de inflexión. Un obxecto, ao cal lle adicaremos outra entrada, que absorbe toda a enerxía radiante que sobre el incide sen reflectir nada, ata que el mesmo se torna en emisor, algo así como cando quentamos un ferro o suficiente e comeza a emitir luz. Segundo a física do momento, a enerxía emitida por este obxecto era infinita, feito que non se corresponde coa experiencia no máis mínimo. Pero entón chega Planck e cuantiza a enerxía. Simplemente empregando o suposto de que a enerxía emitida polo corpo negro non pode tomar calquera valor, obtén unha curva de emisión que se adecúa a realidade case perfectamente. Aquí o mundo cambiou. Xa nada sería igual.

Digamos simplemente que dende ese momento se suceden unha serie de feitos que, tomando como base a hipótese de Planck, dan explicación a uns fenómenos inexplicables. Da evolución da cuántica teremos tempo de falar en futuras entradas. Este proceso culmina cunha nova teoría. Unha teoría onde nada é o que parece. Un Universo non determinista. Pois ben, Unha vez madura a teoría cuántica, chegamos a unha mecánica ondulatoria desenvolta por Schrödinger. Baixo este novo paradigma non determinista, as partículas poden comportarse a veces como corpúsculos e a veces como ondas, de maneira que non teñen propiedades ben definidas. Para imaxinarnos isto pensemos por exemplo na posición. Cal é a posición dunha onda? É un concepto que carece de sentido. Neste contexto, a onda asociada a cada partícula representa, en cada punto, a probabilidade de atopala ao medir. Os estados das partículas parecen non estar ben definidos.

atomoCase parece que a cuántica a inventase un galego.

Pero non nos desviemos do tema. Gatos! De gatos ía a cousa, pero como encaixan os gatos neste novo enfoque da física? Ben, non dilatemos máis a explicación. Acabamos de dicir que baixo a perspectiva da cuántica non podemos coñecer exactamente as propiedades dunha partícula. Este feito suscita varias interpretacións. É o Universo determinista pero nos non podemos acceder a toda a información? A probabilidade descrita pola cuántica é toda a información física dispoñible? Aínda a día de hoxe non hai consenso nestas cuestións, pero unha interpretación foi, e segue sendo, a máis aceptada. A interpretación de Copenhaguen Para explicar esta contraintuitiva forma de entender a cuántica, Schrödinger recorreu no ano 1935 ao seu famoso gato.

Para entender esta idea fagamos o seguinte experimento mental. Podémolo facer na práctica, pero se lle tedes un mínimo de cariño ao voso gato non volo recomendo. Imaxinemos unha caixa e metamos dentro dela ao gato. Introduzamos así mesmo un frasco ben cerrado dun potente veleno. Agora entra a cuántica en acción. O último ingrediente é unha partícula radioactiva cunha probabilidade do 50% de desintegrarse. Debemos colocar, ademais, o frasco de veleno nun dispositivo que reaccione ante a desintegración da partícula de maneira que se esta se desintegra, o frasco se rompa e mate ao gato.

gatocaixaTemos, pois, unha probabilidade do 50% de que ao abrir a caixa a partícula se desintegrase e o gato este con Schrödinger. Pois ben, en base a interpretación de Copenhaguen, a situación do gato non está ben definida. A partícula está nun estado que é a superposición da realidade na que se desintegrou, e aquela na que non o fixo. Isto implica que o gato está nun estado que é a superposición dos estados “vivo” e “morto” na mesma medida.

Entón que pasa co gato? Como pode estar vivo e morto ao mesmo tempo? Se seguimos esta interpretación da cuántica, o gato, en efecto, está nese estado que é unha suma de ambos: vivo e morto. E non é ata que abrimos a caixa que, coa nosa observación, perturbamos ese estado e facémolo colapsar nunha das dúas posibilidades. A cuántica danos a probabilidade de que colapse nunha ou noutra. Pero o importante é entender que antes de facer a medición, é dicir, antes de abrir a caixa, o gato está a vez vivo e morto.

Dende logo outras interpretacións son posibles, como a teoría dos multiversos formulada por Hugh Everett, segundo a cal o que sucede e que o Universo se desdobra de maneira que o gato está vivo e morto pero en distintas realidades que non poden interactuar entre si. Tamén existen certas interpretacións de “variables ocultas” que consideran que o gato está vivo ou morto, só que nós non podemos acceder a unha descrición completa do sistema debido a algunha variable que se nos escapa. Estas ideas debaterémolas máis adiante, pois teñen suficiente interese como para merecer un artigo para elas mesmas.

Sexa cal sexa a interpretación correcta unha cousa é certa. Se lle facedes algo así ao voso gato asegúrovos que non vai chegar a vello.

Advertisements

Deixar unha resposta

introduce os teu datos ou preme nunha das iconas:

Logotipo de WordPress.com

Estás a comentar desde a túa conta de WordPress.com. Sair /  Cambiar )

Google photo

Estás a comentar desde a túa conta de Google. Sair /  Cambiar )

Twitter picture

Estás a comentar desde a túa conta de Twitter. Sair /  Cambiar )

Facebook photo

Estás a comentar desde a túa conta de Facebook. Sair /  Cambiar )

Conectando a %s