El gato de Schrödinger

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La función de Schrödinger (1887-1961) es una de las que es una forma de describir cómo cambian sistemas cuánticos con el tiempo; es equivalente a las matrices infinitas de Heisenberg (1901-1976), ambas tratan de definir el resbaladizo asunto del estado de un sistema cuántico, que podemos pensarlo como una partícula o unos pocos átomos.

Es resbaladizo porque con la mecánica cuántica aparece una brecha que divide las experiencias cotidianas de las de las partículas atómicas: una manzana cae, un avión vuela, se forma un arco iris: todos ellos los podemos representar con bolitas, cuadros y palitos. Inclusive un gas puede representarse como pelotas que se mueven en una caja, chocando entre sí y contra las paredes de la caja; la intensidad de los choques contra las paredes da la presión, la cantidad de choques entre partículas da la temperatura.

La posibilidad de representar la materia por algo visto, tocado u oído se acaba cuando entramos al mundo atómico. El asunto es tan drástico, que crea una barrera infranqueable a nuestro conocimiento de las partículas, el famoso principio de incertidumbre de Heisenberg: si queremos conocer el estado de una partícula, digamos un electrón, necesitamos conocer posición y velocidad al tiempo T; ahora bien, en el caso de partículas atómicas, el acto de observar implica una perturbación de la condición de la partícula  y por lo tanto, dice el principio, no es posible conocer simultáneamente la posición y la velocidad de una partícula; una u otra, pero no ambas.

La mecánica cuántica plantea muchas interrogantes al intelecto. Una de ellas, relacionada con la forma de identificar los estados de un sistema cuántico, es la historia del gato de Schrödinger: imagine usted un gato adentro de una caja de acero, junto con un contador Geiger y un frasco con ácido cianhídrico. En el contador hay un poco de cierta sustancia radioactiva, tan poca, que en el curso de una hora es posible que un átomo se desintegre o que no se desintegre, ambos eventos tienen probabilidad 1/2. Si se dispara una partícula, el contador Geiger reacciona y suelta un martillo que cae sobre la botella de veneno, liberándolo y matando al gato. El sistema se deja a su libre curso durante una hora, y el investigador se pregunta si durante esa hora el gato está vivo o muerto. No lo puede ver, la caja está sellada; lo único que sabe es que hay probabilidades iguales a 1/2 de que se desintegre un átomo y el gato muera, o que no pase nada y el gato viva.

La mecánica cuántica tiene la curiosa respuesta de que el gato no está ni vivo ni muerto, sino que está en un “estado de superposición” dado por la función de Schrödinger, lo que sea que eso significa. El problema es que el gato no es una partícula atómica, sino un gato, por lo tanto el concepto de “estado de superposición” no se aplica a él. Y a pesar de todo, la mecánica cuántica ya lo jaló para su terreno.

Este experimento mental es una paradoja que ha dado origen a congresos, artículos de investigación, y un sinfín de elucubraciones. De tal manera que si no entendemos, tampoco hay problema: estamos igual que los físicos en su cátedras.