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El Gato de Schrödinger

Para entender la física experimental, (parafraseando a Sheldon)

“nos debemos remontar a los orígenes de la física (a la antigua Grecia de hace 2600 años)…”

Pero para que no quede un tocho infumable, os traigo algo más contemporáneo, hoy hablo del Gato de Schrödinger.

 

El gato de Schrödinger no estaba muerto, estaba tomando cañas

 

Comenzaba el siglo XX, cuando un físico planteó una paradoja sobre el determinismo. Su teoría exponía un escenario:

  1. Un gato
  2. Una caja
  3. Una ampolla venenosa

Hasta aquí todo muy normal. Que digo yo, no servía igual la metáfora del árbol cayendo si no hay nadie para escuchar, ¿produce ruido?

No sé. Ya que nos ponemos filosóficos… Qué necesidad hay de visualizar la muerte agónica de un gato encerrado.

 

El experimento:

 

Como habréis imaginado, el experimento consistía en crear un limbo mecánico-cuántico, en el que el gato no está vivo ni muerto hasta que se produce la apertura de la caja (la medición).

Tenemos una caja, no una caja de ‘carntoncete’ (ya que -igual- nos cargamos un gato, al menos que disfrute).

  • Una caja resistente, opaca e insonorizada.
  • Un gato dispuesto a entrar en ella
  • Un artilugio tan macabro como tremebundo, que contiene un gas venenoso y un trozo de uranio.

 

HAZLO TÚ MISMO

A estas alturas os preguntaréis, con razón, ¿y el uranio para qué?

Pues porque el gas venenoso no era bastante mortal, y el bueno de Erwin Schrödinger pensó, pues para qué voy a poner una ampolla y meter una acción del gato en la ecuación.

El gato no tiene decisión, el libre albedrío (su vida) depende de un temporizador y una partícula de uranio.

 

Un sistema innecesariamente complicado, mediante el cual, el gato tiene un 50% de posibilidades de morir y otro 50% de seguir vivo.

El uranio es un material altamente inestable y radiactivo, hay un 50% de probabilidades de que emita una partícula en un tiempo determinado.

¿Cuál es el mecanismo?

 

Dentro de plazo

 

Si la partícula entra en contacto con el detector (durante ese periodo de tiempo) se activará liberando el gas venenoso.

 

Fuera de plazo

 

De no desprenderse la partícula de uranio en el tiempo marcado, no será detectada y, por tanto, no será activado el gas venenoso.

Y este escenario, además de ser un poco macabro, ¿tiene alguna interpretación?

Pues sí, tiene varias, pero procedo a resumir las dos principales.

Interpretaciones:

 

Realidad objetiva:

 

La que todos hemos pensado alguna vez y la única a la que damos un sentido pragmático. Yo misma, amparada en el sentido común, declararía:

“El gato está vivo o muerto, independientemente de si hay -o no- un observador”.

Sentido común

Digno de recordar sería el zasca tuitero de la época, cuando Bohr sentenció el mítico tuit de Einstein “Dios no juega a los dados con el universo”, con su, no menos épico, “Deja de decirle a Dios cómo usar sus dados.” añadiendo un gif de soltar el micro.

“RT @Albert_Einstein: Dios no juega a los dados con el universo”

Deja de decirle a Dios cómo usar sus dados.

@NielsHenrikDavid_Bohr

 

¿Qué plantea?

 

Que al no abrirse la caja, como no se ha debido abrir durante estos casi cien años, en los que probablemente el gato haya muerto de viejo, de inanición, de aburrimiento, o se haya suicidado activando –él mismo– la la salida de gas.

  1. El gato estaría muerto, porque la caja sigue cerrada. Y no hay mal (ni gato) que cien años dure.
  2. El gato pueda estar vivo, tomando cañas, porque jamás entró en la caja.

Que al abrirse la caja, el gato pueda esta vivo, con la ampolla intacta. Que pueda estar muerto, por el gas o dejadez a la hora de abrir la caja (que los científicos son bastante despistados, y una vez se lían con sus cálculos, se olvidan del pobre gato).

Resultado: El gato puede estar vivo, o muerto. No ambas.

 

Estados simultáneos:

 

Es la que todos hemos escuchado alguna vez, y la única que “ha demostrado” su validez en física experimental.

Propuesta por los premios Nobel de física Heisenberg (que no es de Breaking Bad) y Bohr.

En la interpretación de Copenhague, se plantean dos ondas diferentes.

  • Una en la que la partícula de uranio se desprende, activando el mecanismo que el gas venenosos es liberado por toda la caja, matando al gato.
  • Y otra en la que la partícula no se liberaría y tampoco liberaría el gas.

“Dios no juega a los dados con el universo”

@Albert_Einstein

 

¿Qué plantea?

 

Que al no abrirse la caja, se produciría una superposición cuántica (teoría por confirmar, como todas), en la que el resultado sería una única onda, en la que la partícula se habría desprendido y no, a la vez.

Resultado:

El gato está vivo y muerto a la vez.

Que al abrirse la caja, con los escenarios:

  1. “partícula:1 – gato:0
  2. partícula:0 – gato:1

Solo puede quedar uno, al abrirse la caja, colapsará una de las ondas (que no es la onda vital de Goku, pero sí del gato), extinguiendo la otra.

Resultado:

Al abrir la caja, el gato estará vivo o muerto. Aunque ha estado vivo y muerto mientras la caja permanecía cerrada.

Cuando existe un observador, el sistema colapsa a un único estado posible (el gato vive o muere).

 

VAMOS A DIVERTIRNOS:

Para entender la física, volvamos a la antigua Grecia…

 

Ahora en serio, retomando el hilo de los estados simultáneos. Hemos quedado en que, mientras no haya observador, tenemos dos ondas y una de ellas colapsaría al entrar en juego el observador. Dejando un único escenario posible.

Pero si pensamos en ese observador, como un nuevo sistema. Recordemos que el principio de superposición, nos invita a crear nuevos escenarios (ondas). Por lo que tendríamos, de nuevo, dos escenarios superpuestos a los anteriores:

  1. Hay un observador vivo
    1. Que ve un gato vivo
    2. Que ve un gato muerto
  1. Hay un observador muerto
    1. Que no ve un gato vivo
    2. Que no ve un gato muerto

Por lo que el observador estaría vivo y muerto al mismo tiempo. Mola, eh?

 

Ahora necesitamos un segundo observador, que verifique si el primer observador está vivo y (por lo tanto) puede comprobar si el gato está vivo o muerto.

Entramos en el maravilloso mundo de los observadores infinitos. Sin ellos, esta teoría no se sostendría por ningún lado (como si ahora lo hiciera).

 

¿Cómo se frena la cadena de observadores que observan?

 

No se puede frenar. No tiene un número finito de duplicados de onda, ya se sabe que el universo no se queda sin tóner cósmico, o sin papel astral.

 

Entonces, ¿el gato está vivo o muerto?

 

 

Pues según la interpretación de Copenhague (la de los estados simultáneos).

  • Se haría imprescindible la figura del “colapsador de onda”.
  • Éste sería un ente superior (podría ser el de los dados de antes), que haría las veces de “decididor” haciendo colapsar ondas a diestro y siniestro.
  • Dando como resultado la realidad del observador, que observa al gato.

Y según la teoría de los múltiples universos, todo es posible y realidad al mismo tiempo. Es decir, La cantidad de universos coexistiendo en un mismo tiempo, crece exponencialmente, cada vez que el universo de divide, al colapsar una onda.

 

Resumiendo:

 

El experimento del gato de Schrödinger

  • Plantea un universo para un gato vivo, y otro para un gato muerto.
  • Creándose una cantidad infinita de universos paralelos, en los que darían cabida todas las posibilidades.
  • Incluso que el gato esté de cañas.

Y eso sería así desde el Big Bang.

 

¿Y si el observador mirara dentro de la caja chorrocientas veces por segundo?

 

Pues aquí estaríamos ante una nueva forma de asomarnos al experimento, y se plantea la alternativa de jugar con el tiempo. El efecto cuántico de Zenón, y efecto cuántico anti-Zenón. (Que no son los de la granja).

 

Pero eso ya lo dejamos para otro día.

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