El gato de Schrödinger es uno de los iconos de la cultura geek, y su experimento mental con un gato vivo y muerto al mismo tiempo es uno de los ejemplos que puso para explicar las conclusiones que se sacaban a partir de la ecuación que obtuvo para explicar el mundo cuántico, donde pueden coexistir varios estados al mismo tiempo.
La ecuación de Schrödinger
La ecuación de Schrödinger se deduce a partir del principio de De Broglie que nos decía que todos los cuerpos se comportan al mismo tiempo como una onda y como una partícula.
Con esto explicaba la polémica que se creó en torno al estudio de la luz, donde grandes físicos como Newton habían defendido la teoría corpuscular de la luz (la luz son partículas), explicando de este modo fenómenos como la reflexión; mientras que otros como Young o Huygens habían apostado por una teoría ondulatoria, explicando fenómenos como la doble difracción de la luz, un fenómeno basado en interferencia de ondas (algo semejante a las ondas que observamos al lanzar varias piedras al agua).
Esto llevó a Schrödinger a plantearse si podría existir una ecuación que fuese capaz de describir cualquier estado como si fuese una onda usando una ecuación de onda. Una ecuación que permitiese calcular de modo analítico y preciso la probabilidad de que suceda un evento. Lo llamativo es que el resultado final no está claramente determinado, pero con una gran cantidad de muestras nos da una distribución de probabilidades de que suceda algo en concreto.
Supongamos ahora que tenemos un átomo radiactivo con un período de semidesintegración de una hora. El período de semidesintegración expresa el tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos de una muestra, es decir, tras una hora tendremos teóricamente al mismo tiempo la muestra desintegrada y sin desintegrar, hasta que tomemos una medida que hará que la función de onda que define su estado colapse en una de las dos opciones. Pero hasta que no tomemos una medida, ambas opciones son igual de válidas.
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El gato de Schrödinger
Schrödinger explicó esta situación con un experimento mental. Imaginemos que tenemos en una caja un gato encerrado, y también tenemos un recipiente con un gas venenoso que mataría inmediatamente al gato. Este recipiente está conectado con un contador Geiger, que se pondría en marcha en el momento en que detectase radiactividad en el ambiente, y para hacer más interesante la situación ponemos nuestro átomo con un período de semidesintegración de una hora cerca de nuestro contador Geiger, y lo dejamos sesenta minutos... ¿Qué encontraremos?
Tenemos dos opciones igual de probables, el contador se ha puesto en marcha y ha liberado el gas tóxico matando al gato, o bien aún no lo ha hecho y el gato está vivo. Es decir, tras una hora el gato está al mismo tiempo vivo y muerto.
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Interpretación de la experiencia
Físicos como Stephen Hawking rechazan esta interpretación argumentado que el funcionamiento de la ecuación de Schrödinger se limita al mundo cuántico, es decir, a las partículas microscópicas que componen la materia ( átomos y partículas subatómicas), no es válida en la escala macroscópica de gatos y viales con veneno.
La interpretación de Copenhague es una de las explicaciones más aceptadas sobre la mecánica cuántica, y dice que sus interpretaciones son válidas para aquellas entidades que no tienen un comportamiento definido como onda o como partícula, sino que se comportan de ambas maneras al mismo tiempo, como por ejemplo los fotones de luz antes comentados.
En el caso de estas entidades es el hecho de tomar la medida el que hace que la función de onda colapse en uno de sus resultados, y tome un estado de los posibles como el real. Hasta entonces podemos tener dos estados superpuestos (el gato está vivo y muerto al mismo tiempo).
Pero el problema es que meter el gato en nuestra ecuación provoca que se esté haciendo una medida, es decir, el gato está vivo o muerto, no ambas cosas a la vez, no hay una «superposición de estados», tal y como indica la ecuación de Schrödinger. Hay incluso quien dice que la interpretación de Copenhague y el colapso de la función de onda implica la existencia de un ente consciente que haga la medida.
A tí qué te parece ¿está el gato vivo y muerto al mismo tiempo?
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