ciencia

El gato de Schrödinger

Probablemente habrás escuchado en más de una ocasión hablar del gato de Schrödinger. Incluso probablemente habrás oído que se trata de una paradoja de la mecánica cuántica, un experimento imaginario tan extraño para el público en general y tan enrevesado filosófica y científicamente que incluso el célebre Stephen Hawking dijo una vez: “Cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola”

Pero, ¿en qué consiste realmente?

El experimento del gato de Schrödinger (casi siempre referido como “La paradoja del gato de Schrödinger”) es un experimento imaginario, diseñado por el físico Erwin Schrödinger en el año 1937. Con permiso de los físicos que pueden leer este artículo, vamos a tratar de explicarlo de manera sencilla.

Este experimento consiste en imaginar a un gato metido dentro de una caja en cuyo interior se ha instalado un curioso dispositivo. Este dispositivo está formado por una ampolla de vidrio que contiene un veneno y por un martillo sujeto sobre la ampolla de forma que si cae sobre ella la rompe y se escapa el veneno con lo que el gato moriría. El martillo está conectado a un mecanismo detector de partículas alfa; si llega una partícula de este tipo, el martillo cae rompiendo la ampolla con lo que el gato muere. Por otro lado, si no llega no ocurre nada y el gato continua vivo.

Una vez que se ha montado el dispositivo y el gato está cómodamente instalado en su interior, comienza el experimento. Al lado del detector se coloca un átomo radiactivo especial, que tiene una probabilidad del 50% de emitir la partícula alfa de la que hablábamos en un lapso de -por ejemplo- una hora. Cuando ese tiempo haya transcurrido pueden haber ocurrido tan solo dos cosas: O bien el átomo ha emitido una partícula alfa o no la ha emitido. Y evidentemente como resultado de lo anterior solo hay dos posibilidades: el martillo habrá o no golpeado la ampolla, y el gato por tanto estará vivo o muerto. Por supuesto, no tenemos forma de saberlo si no la abrimos la caja para comprobarlo.

Aquí es donde las leyes de la mecánica cuántica hacen de este experimento algo mucho más extraño. Tanto es así que si intentamos describir lo que ocurre en el interior de la caja mediante estos principios llegaríamos a la conclusión de que el gato se encuentra en una superposición de dos estados combinados (mitad y mitad) de “gato vivo” y “gato muerto”. Esto significa que mientras la caja permanezca cerrada, el gato estaría a la vez vivo y muerto.

La única forma de averiguar qué ha ocurrido con el gato es por supuesto, comprobarlo: Y no hay otro modo que abrir la caja y mirar dentro. En unos casos nos encontraremos al gato vivo y en otros muerto. Pero, ¿qué ha ocurrido? Al realizar esta comprobación, según Schrödinger, el observador interactúa con el sistema y lo altera, rompiendo de esta forma la superposición de estados y decantando así el sistema por uno de sus dos posibilidades.

El sentido común nos indica que el gato no puede estar vivo y muerto a la vez. Pero la mecánica cuántica al contrario dice que mientras nadie mire en el interior de la caja el gato se encuentra en una superposición de los dos estados: vivo y muerto. Esta superposición de estados es una consecuencia de la naturaleza ondulatoria de la materia y su aplicación a la descripción mecánica de los sistemas físicos, y es por otro lado lo que permite explicar el comportamiento de las partículas elementales y de los átomos. La aplicación a sistemas mayores como el gato (o cualquier otro) es lo que nos lleva a la paradoja que nos propone Schrödinger.

Lo que de verdad hace interesante este experimento es que demuestra que hay reglas de la física que solo pueden ser imaginadas, pero nunca comprobadas mediante la experimentación. Y esto es así porque el simple hecho de manipular para observar los agentes que intervienen en un determinado experimento cambiaría el estado original de cómo se encontraban. Por eso se dice que su conocimiento solo puede ser a priori. Buscar reglas fijas e inamovibles para algunos aspectos de la física simplemente nos llevaría a paradojas o caminos sin salida. Un ejemplo concreto lo tenemos en la apariencia real de un átomo: La luz no puede reflejarlo, por lo que nunca sabremos como es en realidad. O al menos por el momento.