Uno de los fenómenos más característicos de la mecánica cuántica es la superposición de estados. En ocasiones no es posible precisar determinados aspectos de una partícula en un momento dado más que como una nube de probabilidad de los posibles valores que puede adoptar. Sin embargo cuando se comprueba la condición de la partícula mediante algún método de medición muestra un estado concreto y la indeterminación desaparece. No se trata, por ejemplo, de que una partícula posea un estado A ó B desconocido hasta que realizamos la medición y a los cuales asignamos cierta probabilidad de acierto, sino que la partícula existe en una superposición de ambos estados hasta que la medición es realizada.

Niels Bohr, Werner Heisenberg, Max Born y otros, influenciados por el neopositivismo de la época, llevaron al extremo la importancia del observador afirmando que cualquier sistema cuántico, y por extensión la propia realidad, sólo existe como una nube de probabilidad hasta que es observado. Dicho punto de vista, conocido como interpretación de Copenhague, originó una saludable polémica en los inicios de la mecánica cuántica con otros colegas, entre los que se encontraban Ernest Schrödinger y Albert Einstein, preocupados por la tremenda subjetividad subyacente. Las teorías científicas deberían ser objetivas y no dependientes de observadores externos. Schrödinger publicó en 1935 un experimento imaginario para exponer cuan disparatada le parecía la propuesta surgida en Copenhague.

Schrodingers_catSe encierra un gato en una caja junto con un contador Geiger conectado a un dispositivo capaz de liberar un gas venenoso. Cuando el contador detecta la desintegración radiactiva de cierta sustancia, también colocada en la caja, activa el dispositivo. Supongamos que la probabilidad de desintegración radiactiva es del 50 por ciento cada hora; Al cabo de dicho tiempo quizás se haya producido una desintegración o, con igual probabilidad, tal vez no. Según la interpretación de Copenhague el gato permanecería en un estado vivo y muerto simultáneo hasta que la caja fuese abierta. Evidentemente resulta absurdo y genera preguntas como ¿Qué es un observador válido?¿Puede el gato colapsar su propio estado?

Tratando de resolver el problema de la superposición y los resultados inobservados Hugh Everett desarrolló en 1957 una hipótesis según la cual cada vez que se produce un suceso cuántico el universo se escinde en copias separadas para cada resultado posible. Así pues en un universo el gato de Schrödinger estaría vivo y en otro muerto. Aunque esta propuesta de universos paralelos goza de cierta popularidad no representa ninguna mejora de las teorías actuales y es demasiado prolija en universos inaccesibles.

Lo cierto es que el colapso de estados cuánticos se produce cuando interaccionan el mundo microscópico y macroscópico, ya sea a través de un observador o de aparatos de medida, no estando del todo claro cómo se produce dicha transición. La paradoja del gato nos muestra que debemos tratar de aceptar el extraño comportamiento del mundo subatómico descrito por la ciencia cuántica sin intentar compararlo con nuestras experiencias cotidianas y nos recuerda el vacío aún presente en la mecánica cuántica.

Schrödinger contribuyó decisivamente a la mecánica cuántica hallando el modo de obtener funciones de ondas que indican la probabilidad de que una partícula esté en un lugar determinado en un momento determinado. Cuando se realiza la observación, y queda fijado el comportamiento del objeto como partícula u onda, todas las probabilidades de la ecuación desaparecen. Se dice entonces que la función de ondas ha colapsado.

Referencias

Rafael Alemañ Berenguer: Mundo cuántico (capítulo 4)
Joanne Baker: 50 Cosas que hay que saber sobre física (capítulos 27 y 28)
Clifford Pickover: El libro de la física (hito 180)

 

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