Diseñan experimento para responder a la paradoja del gato de Schrödinger

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19 Oct 2020 | 21:24 h
El gato de Schrödinger. Cuando los átomos de un cuerpo no se ven, se comportan de forma distinta. Foto: Difusión
El gato de Schrödinger. Cuando los átomos de un cuerpo no se ven, se comportan de forma distinta. Foto: Difusión

En 1930, al físico Erwin Schrödinger se le ocurrió que, según la mecánica cuántica, un gato dentro de una caja puede estar vivo y muerto a la vez.

Si pensamos en mecánica cuántica, cuyos principios distan de la relatividad de Einstein, las leyes de la Física parecen cobrar un sentido especial; por el momento, los científicos son incapaces de dar explicaciones a ese comportamiento caótico e impredecible de la materia a escala subatómica.

El investigador Stefan Forstner, del laboratorio de Óptica Cuántica en la Universidad de Queensland (Australia), y colegas del Reino Unido proponen resolver la paradoja del gato de Schrödinger, el evento aleatorio donde no se sabe si el felino morirá en una caja sellada o sobrevivirá al exponerlo a sustancias tóxicas.

Los detalles de la futura muestra experimental se encuentran en el artículo subido a The Optical Society, llamado “Prueba nanomecánica de linealidad cuántica”.

Representación de una onda en escala cuántica | Foto: Christopher Baker

“Los sistemas cuánticos están regidos por lo que se llama una función de onda: un objeto matemático que describe las probabilidades de estas diferentes situaciones posibles”, comentó Forstner en su texto de divulgación para el portal The Conversation.

En mecánica cuántica, los átomos y las partículas parecen ocupar varios espacios a la vez, como una especie de omnipresencia. Al ver estas porciones de materia, sucede lo contrario, pues se definen coherentemente, colapsan y adquieren sentido lógico.

El colapso de la función de la onda impide medir objetos minúsculos porque varían su posición. Incluso el teorema de Bell (1964) postula: “Ninguna teoría física de variables ocultas locales puede reproducir todas las predicciones de la mecánica cuántica”, debido a que no sería intuitiva.

Aún no se sabe si estos comportamientos de la materia podrían ser observados en objetos masivos o a un tamaño humano, pese a la interpretación de Copenhague. Tal consenso sostiene que no se puede describir nada por mecánica cuántica a gran escala.

Forstner dejó entrever que tal vez la tecnología permitirá que eso sea posible, mas no dio una fecha tentativa.

Por su parte, Roger Penrose, Premio Nobel de Física 2020, cree que la consciencia de los seres vivos juega un papel fundamental: la naturaleza parece trabajar de acuerdo a las acciones de los observadores.

Según los detalles de este proyecto, de existir un método que elimine la superposición cuántica —un electrón, por ejemplo, que se encuentra en sus diferentes estados simultáneamente— a escala mayor, generaría calor.

Conforme a Forstner, si se descarta ese calor, entonces la mecánica cuántica aplicaría a cualquier tamaño. Bajo ese precepto, se podría tentar a hacer realidad un ensayo basado en la aparente contradicción del gato de Schrödinger.

“En nuestra investigación, hemos formulado un experimento de este tipo, que podría revelar si la superposición espacial es posible para objetos a gran escala”, recalcó el autor principal del artículo. Afirmó que hasta el día de hoy es un misterio.

“El experimento que proponemos es un desafío”, siguió contando el científico. Aunque puede tardar una buena cantidad de años y requerir inversiones de millones de dólares, el equipo está comprometido en demostrar que todo responde al universo cuántico.

El gato de de Schrödinger: un experimento que ya no será imaginario

El físico y filósofo austriaco Erwin Schrödinger, en 1935, planteó un experimento teórico que ocasionó debate en la comunidad científica: encerrar a un gato en una caja con una botella de gas venenoso.

Hay un 50% de probabilidad de que una partícula radiactiva libere la sustancia tóxica. De ese evento dependía la vida del felino. Según los estados de superposición espacial, al no mirar lo que sucede adentro de la caja, el gato está vivo y muerto a la vez hasta que se abra aquel recipiente.

Erwin Schrödinger se atrevió a ofrecer conferencias de biología molecular que explicaban fuerzas aleatorias de la naturaleza| Foto: akg-images / IMAGNO / Votava

Hipótesis peculiares

La interpretación de los ‘Muchos mundos’ fue formulada por el físico estadounidense Hugh Everett. En 1957, tal experto consideraba la existencia de dimensiones paralelas; por lo tanto, el gato podía existir y morir sin paradojas. Aunque es solo una metateoría, los puntos de Hawking estudiados por Roger Penrose demostrarían los rastros de otros universos anteriores al Big Bang. Así, este controvertido caso se alejaría de lo incomprensible.

El ‘colapso objetivo’, por otro lado, supone que la onda colapsa independientemente si se observa o no. Eso conlleva a aceptar la imposibilidad de una catástrofe espacio-temporal porque las supuestas dimensiones nunca se mezclarían. Aquí no cabe pensar en multiversos.

La interpretación relacional es, tal vez, la más salomónica. En ella, no hay una interpretación objetiva: previo a abrir la caja, el gato ‘conoce’ o ‘conoció’ la información de su destino; en cuanto al experimentador, el animal doméstico representará una entidad viva y muerta hasta que el recipiente se abra. Solo así las dos realidades se fusionan.

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