El gato de Schrödinger y otros entes fantásticos.

Fue en 1905 cuando Albert Einstein publicó un artículo dando una explicación al efecto fotoeléctrico, hasta en entonces inexplicable. En éste Einstein proponía que la luz estaba compuesta de pequeños paquetes de energía a los que llamó "cuantos de luz", éstos cuantos fueron uno de los pilares básicos del desarrollo Mecánica Cuántica.

Con una física nueva también se adoptaron nuevos y paradójicos principios que en la mayoría de las ocasiones van en contra de nuestro sentido común. En particular hubo dos principios que dieron lugar en 1927 a lo que se conoce como la interpretación de Copenhague: el principio de incertidumbre de Heisenberg y el principio de complementariedad de Bohr. En esta interpretación se sostiene que los acontecimientos subatómicos son solo perceptibles como transiciones indeterministas físicamente discontinuas entre estados estacionarios concretos. Es decir en ausencia de un observador el estado de las partículas se encuentra indeterminado. Modificando las palabras que Shakespeare hablo mediante Hamlet diríamos según la mecánica cuántica en ausencia de un observador, "Ser, y no ser, ésa es la cuestión" y la realidad.

Hasta ese entonces la física había sido un instrumento determinista y naturalmente hubo un gran escándalo con la interpretación de Copenhague. Ante éstas respuestas en 1935 Erwin Schrödinger formuló una famosa paradoja en donde mostraba lo absurdo que era preguntarse por el discurrir de los experimentos. En ésta paradoja se plantea un sistema cerrado (una caja) que en su interior contiene un gato y una partícula con un 50% de probabilidad de desintegrarse. Si la partícula se desintegra libera un venero que mata al gato. El experimento al involucrar una partícula en un estado cuántico tiene como consecuencia que para que el sistema sea descrito correctamente, según los principios de la mecánica cuántica, el gato debe estar en ambos estados a la vez, es decir vivo y muerto, contrario al pensamiento clásico donde el gato estaría vivo o muerto. El punto de quiebre de nuestra concepción de la realidad radica en que efectivamente se ha demostrado que partículas, por ejemplo fotones o electrones, se pueden colocar en estados cuánticos, pueden estar en dos o más lugares o estados distintos al mismo tiempo,¿Qué ocurre entonces con el gato?. Lo contestaremos mas adelante.

El conocer la naturaleza cuántica de las partículas ha abierto las puertas a un nuevo mundo de entes fantásticos, aunque ahora físicamente plausibles. Por ejemplo conceptos como el entrelazamiento cuántico abren la puerta a la teletransportación de información, ¡Adios robo de información!

La superposición cuántica de estados es el principio básico de la computación cuántica: si una partícula puede estar en varios estados, mas bien infinitos estados, al mismo tiempo también podemos hacer que una sola partícula, "una sola compuerta lógica cuántica" realice ¡Una infinidad de operaciones al mismo tiempo!

Lamentablemente también se ha abierto la puerta a la charlatanería. Han surgido nuevas corrientes filosóficas/religiosas que con un entendimiento pobre de la física cuántica han tergiversado sus principios, éste es el caso por ejemplo de la Cienciología. Ésta iglesia sostiene que gracias a los principios cuánticos uno como observador puede influir en la realidad que acontece, en lo cuál estoy de acuerdo ya que mediante nuestro actuar modificamos nuestra realidad, pero ésta iglesia sostiene que podemos cambiar la realidad sólo con el pensamiento.

Es cierto que el observador colapsa o lleva la realidad a un estado determinado, pero hay que entender dos cosas. Primero el observador no decide que estado tomará la partícula. Segundo, cuando un físico se refiere a un observador, en realidad se refiere a un instrumento de medición, no necesariamente un objeto consciente, ya no digamos vivo. Es decir cualquier alteración física de un sistema puede colapsar el sistema hacia un estado determinado. Es decir la influencia cuántica de cada uno de nosotros sobre la realidad es prácticamente nula. También he ahí el por qué desarrollar computadoras cuánticas se ha vuelto una tarea tan difícil, el aislamiento del sistema es un factor crucial.

Y es aquí donde decimos que afortunadamente para el gato el experimento de Schrödinger es imposible de realizar ya que la naturaleza cuántica de las partículas oculta sus maravillosas propiedades conforme los sistemas crecen. Crear un dispositivo cuántico que envenene un gato es algo prácticamente imposible de realizar ya que el sistema seria necesariamente demasiado grande.

Todas las imagenes de este post, a excepción de la primera fueron obtenidas de Pixbay con licencia CC0 Public Domain. La primera soy yo ;)

PD. En este post no fué lastimado ningún gato :3