El gato de Schrodinger

El gato de Schrödinger es un experimento mental que Erwin Schrödinger ideó en 1935 para exponer lo que consideraba absurdo en la interpretación predominante de la mecánica cuántica. Al encadenar la vida de un gato a un único evento cuántico aleatorio, forzó una pregunta que los físicos aún debaten: si los sistemas microscópicos pueden existir en superposiciones¿Por qué nunca vemos en ellos objetos cotidianos?

La configuración

Un gato está encerrado en una caja con un átomo radiactivo, un contador Geiger y un frasco de veneno. Si el átomo se desintegra, el contador dispara un martillo que rompe el matraz y mata al gato; si no es así, el gato vive. La mecánica cuántica describe el átomo no desintegrado/desintegrado como una superposición, escrita

|ψ⟩ = (1/√2)( |sin decadencia⟩|vivo⟩ + |decay⟩|muerto⟩ )

Tomado literalmente, esto acopla la superposición del átomo con el gato, lo que implica que el gato está en una superposición de vivo y muerto hasta que alguien abre la caja. El argumento de Schrödinger fue que esta conclusión parece claramente ridícula, y que la ridiculez es un problema de la teoría, no del gato.

El problema de la medición

El rompecabezas es auténtico y tiene un nombre: el problema de medición. La ecuación de Schrödinger desarrolla estados suavemente y nunca, por sí sola, selecciona un resultado único. Sin embargo, cada observación que hacemos arroja un resultado definitivo. Lo que convierte una superposición de posibilidades en un hecho real (y en qué punto de la cadena, desde el átomo hasta el contador, desde el gato hasta el observador) es exactamente lo que el experimento mental dramatiza.

Cómo responden las interpretaciones

Diferentes interpretaciones de la mecánica cuántica dan diferentes resoluciones. En el Copenhague Desde este punto de vista, la medición mediante un aparato macroscópico colapsa la función de onda en un solo resultado. En el muchos mundos interpretación, no se produce ningún colapso; ambas ramas son igualmente reales y el observador simplemente se separa de ellas. El caballo de batalla moderno es decoherencia: un gato interactúa constantemente con ~10²⁷ moléculas de aire, fotones y su propio calor interno, por lo que cualquier superposición de "vivos" y "muertos" se filtra al medio ambiente y se vuelve inobservable en una pequeña fracción de segundo. La decoherencia explica por qué nunca ver la superposición, aunque las interpretaciones aún difieren sobre si un resultado es realmente seleccionado.

Un error común

El gato no está "en superposición porque ninguna mente consciente está mirando". La conciencia no juega ningún papel en la física; una interacción con cualquier sistema suficientemente complejo (solo el contador Geiger) ya destruye la delicada superposición por decoherencia. Los experimentos de laboratorio han colocado átomos, moléculas e incluso pequeños circuitos superconductores en superposiciones genuinas, pero escalar eso a un gato macroscópico se evita por la decoherencia, no por la ausencia de un observador.