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El gato de Schrödinger es una de las paradojas más famosas de la mecánica cuántica. Esta fue propuesta por el célebre físico Erwin Schrödinger. Dicha paradoja plantea un experimento mental que muestra lo desconcertante del mundo cuántico.
Para entender este experimento mental debemos de imaginarnos a un gato que se encuentra dentro de una caja totalmente oscura. En su interior se instala un mecanismo que une un detector de electrones a un martillo. Y, justo debajo del martillo, un frasco de cristal con una dosis de veneno letal para el gato. Si el detector capta un electrón activará el mecanismo, haciendo que el martillo caiga y rompa el frasco.
Se dispara un electrón. Por lógica, pueden suceder dos cosas. Puede que el detector capte el electrón y active el mecanismo. En ese caso, el martillo cae, rompe el frasco y el veneno se expande por el interior de la caja. El gato lo inhala y muere. Al abrir la caja, encontraremos al gato muerto. O puede que el electrón tome otro camino y el detector no lo capte, con lo que el mecanismo nunca se activará, el frasco no se romperá, y el gato seguirá vivo. En este caso, al abrir la caja el gato aparecerá sano y salvo.
Al finalizar el experimento hay una probabilidad del 50% de encontrar al gato vivo, y un 50% de encontrar al gato muerto. Desde nuestro punto de vista hay dos caminos, que al abrir la caja el gato este vivo, o que al abrirla el gato este muerto, no obstante, en la mecánica cuántica ambos estados están superpuestos, es decir que el gato está vivo y muerto al mismo tiempo.
Pero, ¿Qué es lo que nos quiere decir en realidad esta paradoja? y ¿Cómo es posible que algo esté vivo y muerto al mismo tiempo?
Antes de comprender esta increíble paradoja debemos comprender una de las interpretaciones de la mecánica cuántica más conocidas, la Interpretación de Copenhague. Esta interpretación fue formulada en 1927 por el físico danés Niels Bohr, con ayuda de Max Born y Werner Heisenberg, entre otros, durante una conferencia realizada en Como, Italia.
En la interpretación de Copenhague se entremezclan las teorías de dos grandes físicos de la época, Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg, la mecánica ondulatoria y la mecánica de matrices, respectivamente. Se establece que un sistema cuántico evoluciona en el tiempo como una onda en la que se incluyen todas las posibles posiciones y valores de la partícula, es decir, que los distintos estados se encuentran superpuestos.
Además de ello, la interpretación plantea que mientras no se midan las propiedades de dicha onda, ésta permanece y sigue teniendo varios valores al mismo tiempo. La superposición se mantiene hasta que un observador la obligue a colapsar, cuando un observador colapsa la superposición de estados la onda desaparece y vuelve a transformarse en una partícula con una única posición, pero es imposible predecir con exactitud cuál será el resultado, antes de que colapse solo conocemos las probabilidades, los posibles lugares donde puede aparecer la partícula. Es precisamente en esto donde se relaciona con la paradoja del gato de Schrödinger.
En el experimento mental el gato de Schrödinger se encuentra en una caja totalmente sellada, dentro de la cual aparte de él hay un recipiente cerrado con gas venenoso y un aparato que romperá dicho recipiente para dejar libre el gas venenoso, y, por ende, terminar con la vida del gato. Este mecanismo se encuentra basado en átomos radioactivos, los cuales se desintegran cuánticamente, por lo tanto, estos se encuentran desintegrados y al mismo tiempo no.
Debido a que el estado del gato y el aparato detector están directamente vinculados al estado del átomo se dice que se encuentran entrelazados. La probabilidad del estado del felino depende estrictamente de lo que ocurre en la caja y a la desintegración del átomo, mientras permanezca cerrada podemos decir que está vivo y muerto al mismo tiempo, esto se conoce como superposición y se extiende del mismo modo al estado del átomo.
El detector de partículas radiactivas hace la función de interruptor para dejar escapar o no el gas dependiendo de la posición del átomo. Al estar en superposición, el átomo está descompuesto y compuesto a la vez, por lo que el veneno está contenido y libre al mismo tiempo y, en consecuencia, el gato está vivo y muerto de forma simultánea. Hay un 50% de probabilidades de que ambos desenlaces ocurran.
CRÉDITOS A ANIMACIÓN:
Verisatium: [ Ссылка ]
Ted Ed: [ Ссылка ]
