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La paradoja de Schrödinger


El mundo moderno de la física se fundamenta notablemente en dos literatos científicos principales, la relatividad general y la mecánica cuántica. Esta última introduce una serie de hechos contraintuitivos que no aparecían en los paradigmas físicos anteriores; con la mecánica cuántica se descubre que el mundo atómico no se comporta como podríamos esperar según nuestro sentido común. Los conceptos de incertidumbre o cuantización son introducidos por primera vez aquí.

La mecánica cuántica es el literato científico que ha proporcionado las predicciones experimentales más exactas hasta el momento, a pesar de estar sujeta a las probabilidades. Para entender cómo funciona el sistema de probabilidades en la mecánica cuántica, veamos la paradoja de Schrödinger.

Erwin Schrödinger plantea un sistema que se encuentra formado por una caja cerrada y opaca que contiene un gato en su interior, una botella de gas venenoso y un dispositivo, el cual contiene una sola partícula radiactiva con una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que si la partícula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere.

Al terminar el tiempo establecido, la probabilidad de que el dispositivo se haya activado y el gato esté muerto es del 50%, y la probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo tiene el mismo valor. Según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en ese momento (su función de onda) será el resultado de la superposición de los estados «vivo» y «muerto» (a su vez descritos por su función de onda). Sin embargo, una vez que se abra la caja para comprobar el estado del gato, éste estará vivo o muerto.

Sucede que hay una propiedad que poseen los electrones, de poder estar en dos lugares distintos al mismo tiempo, pudiendo ser detectados por los dos receptores y dándonos a sospechar que el gato está vivo y muerto a la vez, lo que se llama superposición. Pero cuando abramos la caja y queramos comprobar si el gato sigue vivo o no, perturbaremos este estado y veremos si el gato está vivo o muerto.


Aquí radica la paradoja

Mientras que en la descripción clásica del sistema, el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica este sistema se encuentra en una superposición de estados posibles hasta que interviene el observador, lo que no puede ser posible por el simple uso de la lógica.

La transición de una superposición de estados posibles a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medición, y no puede predecirse el estado final del sistema: solo la «probabilidad» de obtener cada resultado. La naturaleza del proceso sigue siendo una incógnita, que ha dado lugar a distintas interpretaciones de carácter especulativo.

¿Como podemos explicar este fenomeno?

Siguiendo la interpretación de Copenhague, en el momento en que abramos la caja, la simple acción de 'observar' modifica el estado del sistema de tal manera que ahora observamos un gato vivo o un gato muerto. Este colapso de la función de onda es irreversible e inevitable en un proceso de medición, y depende de la propiedad observada.

En la interpretación de «muchos mundos», formulada por Hugh Everett en 1957, el proceso de medida supone una ramificación en la evolución temporal de la función de onda. El gato está vivo y muerto a la vez pero en ramas diferentes del universo: ambas son reales, pero incapaces de interactuar entre sí debido a la decoherencia cuántica.

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