El gato de Schrödinger. La gran paradoja de la física cuántica.

Muchas veces se ha hablado de este experimento mental planteado por E. Schrödinger, pero pocos realmente saben de lo que hablan. Muchos sacan extrañas consecuencias filosóficas que poco tiene que ver con la física.

¿En qué consiste? Supongamos que tenemos una caja cerrada con un gato en su interior. Contamos además detector de cierta partícula que mide, si cierta magnitud (para los entendidos, se trata del spin) es positiva o negativa. El signo es una variable aleatoria de modo que el que sea positivo o negativo va al 50%. El detector está conectado a una cápsula de veneno que se abre si el resultado es positivo, matando inevitablemente al gato.

La interpretación de Coppenhague de la mecánica cuántica nos dice que los estados aleatorios de una partícula se dan simultáneamente hasta que realizamos la medición. Es lo que se llama el principio de superposición. De esta manera, el estado positivo es igual a gato muerto y el estado negativo a gato vivo.

Dicho en lenguaje de calle, el gato está vivo y muerto simultáneamente. ¿Cuándo se define el estado del gato? Cuando medimos, lo que viene a ser abrir la caja para comprobar el estado del pobre gatito.

El experimento se trata de una extrapolación al mundo clásico de un problema cuántico. Hasta que no medimos el estado de un átomo, se supone que la partícula no está definida en un estado u otro, si no en una superposición de ambos. Al hacer este experimento mental, esta superposicioń de estados se extrapola a la vida o muerte del pobre gatito.

Pero el experimento del gato de Schrödinger no tiene en cuenta que, desde el momento en que ponemos un detector que vaya a matar o no al gato, ya se puede saber si el gato está o no muerto, porque obligamos al sistema a definirse por un valor en concreto, vamos que desde que hemos hecho la medida, la deteccíon de la partícula que sacará o no el veneno, ya hemos hecho la medición.

Imaginémonos que se hiciera el experimento del gato, y luego lo dejáramos con comida durante un mes sin abrir la caja y alejados lo suficiente como para no poder percibir nada de la caja, ¿significaría eso que tendríamos los de fuera una superposición de "huele" y "no-huele" a gato muerto? Es más, siendo más precisos al cabo de un mes habría dos estados posibles de olor "huele a gato muerto" o "huele a caca de gato" y estos estarían superpuestos, así cuando tras un mes volviéramos a acercarnos al gato no haría falta abrir la caja, a menos que estemos constipados, entonces el sistema ya no se definiría por el olor, a menos que éste fuera muy penetrante y atravesara la barrera de mucosidades.

Obviamente no tiene sentido extrapolar al mundo macroscópico los efectos cuánticos, la única forma es mediante los Condensados de Bose-Einstein, de lo que casualmente estoy haciendo el trabajo de fin de carrera, pero es un tema complejo y aplicable en otros sentidos de la cuántica.

En el principio de superposición, se pone de manifiesto la dualidad onda-corpúsculo. Imagínate que los átomos son en realidad ondas con cierta modulación, como ocurre con las cuerdas de una guitarra cada nota no es una nota pura, si no que es una superposición de modo que no nos queda una onda pura y limpia.

Pues lo que ocurre cuando medimos es que obligamos al sistema a definirse, porque cada una de esas ondas tiene una energía y nosotros le pedimos que nos diga que es de una de ellas, así en vez de medir la onda de abajo del todo, la suma de ellas, mediríamos alguna de las cuatro primeras, sus componentes. Pero no tiene que ver con que nosotros miremos o no, no interviene ningún proceso debido la conciencia humana o animal, por eso no se le puede sacar un significado mucho más profundo a ello, no se nos oculta la realidad a nuestros inteligentes ojos.

Lo que ocurre, es que la dualidad onda corpúsculo sólo tiene sentido para partículas pequeñas, teóricamente nosotros también tenemos ondas asociadas, pero son tan pequeñas que a todos los efectos actuamos como cuerpos, y no como ondas. Por eso no podemos hablar de una superposición de ondas de "onda gato vivo" + "onda gato muerto" porque no tiene sentido hablar en sentido ondulatorio de los cuerpos macroscópicos como un gatito.