Muchos de nosotros hemos escuchado sobre el gato de Schrödinger, pero seamos sinceros, o no sabemos ni de qué se trata o sí conocemos la teoría pero no entendemos nada. Porque nosotros sabemos que la mecánica cuántica no es precisamente pan comido, así que para celebrar el Día Internacional del Gato te dejamos un for dummies para que te la sepas y puedas presumirle a tus amigos.
¿Qué diablos es el gato de Schrödinger?
Un poco de contexto: en realidad este gato nunca existió. Aunque ya es parte de la cultura popular (sí, incluso hablaron de este gato en un capítulo de The Big Bang Theory), la paradoja del gato de Schrödinger es un experimento mental que ideó el físico austríaco Erwin Schrödinger –uno de los fundadores de la mecánica cuántica– allá en 1935.
Sheldon da una explicación de esta teoría en la famosa serie The Big Bang Theory. (Foto: Hipertextual)
¿Y qué intentaba hacer este científico loco? Pues bueno, hablar de un principio básico de la cuántica, aquella rama de la física que para unos resulta apasionante, mientras que otros de plano la odian. Y aunque no te la creas, esto último es lo que sentía Erwin sobre la cuántica: la encontró tan filosóficamente inquietante que decidió mandarla al diablo y dedicarse a la biología.
Bueno, ¿y de qué va el experimento?
Ahora sí llega lo bueno, así que siéntate y pon atención para expandir los horizontes de tu intelecto (o que tu cerebro explote).
via GIPHY
El experimento que ideó Erwin va así: hay que poner un gato dentro de una caja sellada. Dentro, junto al gato, hay un recipiente con cianuro de hidrógeno (un gas venenoso) amenazado por un martillo conectado a un contenedor radiactivo.
Erwin Schrödinger fue uno de los padres de la cuántica y luego renegó de su creación. UPS. (Foto: Google Plus)
Existe el 50 % de posibilidades de que después de un período (digamos, una hora) ocurra una desintegración radiactiva de algún átomo dentro del contenedor lo que activaría el martillo y rompería el recipiente de cianuro, dejando libre el veneno que mataría al gato.
El otro 50 % de posibilidad nos dice que esto no ocurrirá y por lo tanto el gato sigue vivo.
Pues bien, la paradoja de Schrödinger nos dice que nosotros como espectadores, por afuera, no sabemos si dentro de la caja está vivo o muerto, por lo tanto, sin la verificación, el gato está vivo y muerto al mismo tiempo.
Aquí te va una breve explicación en video para que no se nos vaya ninguna duda. (Video: YouTube MinutoDeFisica)
¿¡Cómo!?
Sí, piénsalo, es como esas veces que te preguntan que si un árbol se cae en medio de un bosque pero nadie lo escucha, ¿en realidad suena el golpe del árbol al caer? Y es que el espectador al no ver dentro de la caja no sabe el resultado, por lo que el gato está vivo y muerto, y tan sólo la observación es lo que cambiaría el resultado.
via GIPHY
Y esto, amigos, es precisamente la física cuántica, la cual dice que los objetos cuánticos pueden estar en dos estados a la vez.
¿Dos estados a la vez? No me digas…
Esto no es cuestión sólo del gato, sino que es una metáfora para describir el estado dentro de este tipo de mecánica. De acuerdo con las leyes cuánticas, el átomo está en estado intacto y desintegrado AL MISMO TIEMPO, lo que se llama superposición cuántica. Sólo cuando miremos la partícula podremos saber en qué estado se encuentra en este momento (como el gato, ¿recuerdas?).
Los estados simultáneos son conocidos en cuántica como superposición. (Foto: YouTube TED-Ed)
*Superposición cuántica: fenómeno cuántico que es consecuencia de la naturaleza dual de partícula y onda de todo.
Esta acción de mirar para determinar el estado (del átomo o del gato, da igual, el gato sólo era un ejemplo) se denomina COLAPSO, y es que prácticamente fastidiamos la propiedad cuántica que tiene y sólo podrá materializarse en un estado (como ver en la caja y saber si está vivo o muerto).
PERO NO TIENE SENTIDO
No, tal vez nuestra lógica nos diga que el gato va a estar vivo o muerto (¡no hay de otra!) pero en el mundo atómico, las propiedades de las cosas se rigen por leyes nada sencillas y ahí entra la probabilidad.
Por ejemplo: la luz. La luz, como los electrones, tienen una naturaleza de onda, pero también tiene características de partícula. Pero no puedes coger la luz con las manos, ¿verdad? Se mantiene en dos estados simultáneos.
TED-Ed nos regala un gran video para entender más de las partículas ¡y con subtítulos en español! (Video: YouTube TED-Ed)
Volvamos a la superposición
El hecho de dos estados al mismo tiempo responde a que para que un objeto tenga una longitud de onda, debe extenderse sobre alguna región del espacio, es decir… que ocupa muchas posiciones al mismo tiempo. ¡OMG!
via GIPHY
Esto puede derivar en otras teorías como las del multiverso cuántico. Pensemos: si el gato puede estar vivo o muerto pero depende de la observación, ¿no es factible que ambas posibilidad de hecho sí estén ocurriendo en paralelo pero dentro de un multiverso?
Más que un gato
A pesar de Schrödinger se hartó de la cuántica y decidió que no valía la pena, más allá del gato el físico formuló una de las ecuaciones más importantes de la historia: la ecuación Schrödinger (como que para los nombres no era tan original).
Acá te dejamos la fórmula para que te eches unos cálculos. (Foto: YouTube)
Esta fórmula, algo así como la segunda ley de Newton pero para la mecánica cuántica, contiene todas las propiedades e información de cualquier partícula. Esta sencillita fórmula es una función de onda capaz de describir e estado de una partícula como la energía o la posición. Porque repasemos: si la partícula se encuentra en dos estados a la vez, ¿cómo determinas algo de ella? Lamentablemente una de los problemas de la ecuación es que no puede medir todos los valores de manera simultánea.
Bueno, ahora ya sabes del gato de Schrödinger y la próxima vez que salga en la conversación de tus amigos cultos podrás explicar claramente (¿o no?) por qué este gato vive en la mente colectiva de todo el mundo.
via GIPHY
Podría interesarte:
¿Tienes gatos? Estos son los beneficios según la ciencia
