El gato de Schrödinger

Un gato, junto a un matraz con veneno y un dispositivo con una partícula radiactiva, dentro de una caja sellada. Si el dispositivo detecta radiación rompe el frasco, liberando el veneno que mata al gato. Según la interpretación de Copenhague, después de un tiempo, el gato está al mismo tiempo vivo y muerto. / Wikimedia - Autor: Dhatfield

Tal día como hoy… 12 de agosto de 1887 nacía Erwin Schrödinger

 

El 12 de agosto de 1887 nacía en Viena –entonces capital del Imperio Austro-húngaro- Erwin Schrödinger, uno de los físicos más importantes en el desarrollo de la mecánica cuántica. Fue Premio Nobel de Física en 1933 por la formulación de la ecuación de lleva su nombre: Ecuación de Schrödinger. Es conocido más popularmente por el experimento mental que propuso para entender ciertos aspectos de la mecánica cuántica, conocido como el «gato de Schrödinger».

 

CV / Cursó el Bachillerato en Viena, en una de las más prestigiosas del mundo germánico, el Akademisches Gymnasium. Estudió Física en la Universidad de esta misma ciudad, licenciándose, doctorándose y recibiendo la Venia Legendi en 1914. Fue movilizado durante la I Guerra Mundial, tras la cual, en 1920, se trasladó a Alemania para trabajar en las universidades de Jena y Stuttgart. En 1921 alcanzó el grado de profesor titular de la Universidad de Breslau –en aquellos tiempos ciudad alemana, hoy en día Wroclaw, Polonia-. Posteriormente pasó a la Universidad de Zurich (1922).

Considerado ya por entonces un prestigioso físico, Schrödinger alcanzó la máxima notoriedad con la denominada Ecuación de Schrödinger

Considerado ya por entonces un prestigioso físico, alcanzó la máxima notoriedad entre la comunidad científica por su publicación en la revista Annalen der Physik (1926) de un artículo titulado Quantisierung als Eigenwertproblem, en el que formuló la que luego se denominó Ecuación de Schrödinger –que había desarrollado el año anterior-. Schrödinger plantea en su ecuación la descripción de la evolución de una partícula subatómica masiva de naturaleza ondulatoria y no relativista, que resultó de importancia fundamental en el desarrollo de la mecánica cuántica, jugando un papel análogo al de la segunda ley de Newton en la mecánica clásica.

Tras la publicación de su ecuación, al año siguiente fue llamado por la Universidad de Berlín para substituir a Max Plank. Seis años después, en 1933, abandonó Alemania huyendo de los nazis. Este mismo año fue acogido en la Universidad de Oxford y recibió el Premio Nobel de Física. A lo largo de su vida, impartió docencia también en la Universidad de Princeton (EEUU) y fue director de la Escuela de Física Teórica del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín, donde trabajó hasta su jubilación. En 1955 regresó a Viena.

Lo más conocido de Schrödinger a nivel divulgativo es su experimento mental del gato, en el que nos intenta explicar el funcionamiento de la «lógica» de la mecánica cuántica. Surgió como un símil que le propuso a Einstein en uno de los largos debates que mantuvieron sobre este tema. El «Gato de Schrödinger» es pues una propuesta de experimento mental para explicar la naturaleza de las observaciones y las predicciones en la teoría cuántica.

Lo más conocido de Schrödinger a nivel divulgativo es su experimento mental del gato, en el que nos intenta explicar el funcionamiento de la «lógica» de la mecánica cuántica

En el interior de una caja hay un gato, un frasco de gas venenoso y un dispositivo que contiene una partícula radiactiva. Dicha partícula tiene una probabilidad del 50% de desintegrarse en una hora. Si efectivamente se desintegra, el frasco se rompe y se libera el veneno, con lo cual el gato muere. Si no se desintegra, el gato seguirá vivo. Las probabilidades de que ocurra lo uno o lo otro son las mismas.

Transcurrida la hora, las probabilidades de que en el interior de la caja el gato esté muerto son del 50%, y las de que esté vivo exactamente las mismas. Desde una conceptualización clásica, diríamos que, antes de abrir la caja para comprobarlo, el gato esta ciertamente, o vivo o muerto. Pues bien, según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en este momento –su función de onda- será el resultado de la superposición de los estados «vivo» y «muerto». Ello es así debido a que los electrones pueden estar en dos sitios al mismo tiempo, pudiendo ser detectados por los dos receptores y dando a entender que el gato está vivo y muerto. Es decir, hasta que no abramos la caja para saberlo, el gato está vivo y muerto a la vez. Pero es que cuando abramos la caja, perturbaremos este estado y el gato resultará, entonces sí, o vivo o muerto.

En la descripción cuántica, el sistema se encuentra en una superposición de estados posibles hasta que interviene el «observador»

La paradoja radica en que para la descripción clásica, el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja, solo que nosotros no lo sabemos todavía. En la descripción cuántica, en cambio, el sistema se encuentra en una superposición de estados posibles hasta que interviene el «observador». Y esta es la idea clave: el observador, al abrir la caja, produce un colapso de la función de onda que es irreversible, y entonces sí, el gato está o vivo o muerto. El gato de Schrödinger ha dado lugar a múltiples interpretaciones de carácter especulativo: la negación de cualquier determinismo, la condición decisiva del observador…

Erwin Schrödinger falleció en Viena, el 4 de enero de 1961, a consecuencia de una tuberculosis.

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