viernes, 27 de marzo de 2015

El gato de Schrödinger: vivo y muerto a la vez.

Hoy venimos con una de las paradojas más famosas de la física y de la ciencia en general, el gato de Schrödinger. Seguramente ya os sonará, debido a que ha sido nombrada en numerosas series como The Big Bang Theory, pero vamos a profundizar un poco más en ella. Eso sí, tampoco vamos a utilizar términos muy científicos debido a su complejidad.


El enigma del gato de Schrödinger se basa en la mecánica cuántica. Imaginaos que tenemos una caja opaca, donde metemos un gato, una matriz con veneno, y una partícula radiactiva. En el caso de que la partícula se desintegre, los electrones emitidos (radiación) activarán un dispositivo que romperá el contenedor donde guardamos la sustancia tóxica. Puede que esto no ocurra, ya que pasado un tiempo, por ejemplo una hora, el átomo tiene un 50% de probabilidades de permanecer igual o desintegrarse. En el caso de que ocurra lo primero, el gato no entrará en contacto con el veneno y sobrevivirá, pero si sucede lo segundo, el gato morirá. Y descubriremos el estado del minino una vez abierta la caja (recordemos que no podemos ver a través de ella). Hasta aquí todo parece normal, pero es ahora cuando se complica.

Por culpa de la mecánica cuántica, nos empezaremos a comer el coco, ya que según la paradoja el felino está vivo Y muerto a la vez. Parece increíble, pero, ¿por qué es así? Mientras nosotros no abramos la caja, el gato estará en un estado entre los dos, a no ser que observemos dentro de ella, y perturbemos el experimento inclinando hacia un lado el futuro del animal. Contado de este modo es una locura, y por eso vamos a aplicar la mecánica cuántica.


Erwin Schrödinger formuló esta paradoja para comprenden los fundamentos de la mecánica cuántica. El electrón se puede comportar como partícula u onda, e incluso las dos a la vez. Cuando el átomo se degrada, los electrones irán en diferentes sentidos, tanto en forma de onda como de partícula. Algunos serán detectados por el mecanismo que romperá la matriz, por lo que el gato morirá; pero al mismo tiempo, algunos no serán detectados y la matriz no se romperá, es decir, el gato sobrevivirá. La complejidad de este experimento se debe a que la mecánica cuántica sólo es aplicable en el mundo subatómico, y llevarla a grandes escalas es muy complejo. Además sólo se estudia en partículas aisladas. Y se deja de aplicar cuando entre en contacto con el exterior.

El enigma del gato nos demuestra los diferentes comportamientos del electrón, a través de un sistema mucho más simple, un gato en una caja. Lo sorprendente del experimento es que cualquier interacción con el exterior lo contaminará, incluso nosotros al abrir la caja, e inclinará a la naturaleza a elegir una de las dos realidades, la vida o la muerte. Este proceso se llama decoherencia, es decir, el tránsito de la realidad cuántica a la cotidiana, y es el culpable de que veamos el mundo tal y como lo conocemos, una única realidad. E incluso hay algunos científicos que utilizan esta paradoja para explicar la existencia de los universos paralelos: hay un momento en el que ambos viven la misma realidad (el gato está vivo y muerto), pero una vez que contaminamos el experimento, cada universo optará por la vida o la muerte.

La paradoja de Schrödinger es una de las más complicadas de la física moderna y gracias a ella esta ciencia dio un gran paso hacia delante. Además nos explica los curiosos comportamientos de las partículas en el mundo subatómica, muy diferente al nuestro. He intentado exponerlo de una manera sencilla, pero si todavía no os ha quedado claro, aquí os dejo un vídeo que me ayudó a aclararme. A disfrutar de la física.