O gato de Schrödinger

Estes días estiven dándolle voltas ao famoso paradoxo do gato de Schödinger, que ten a súa orixe no principio de incertidumbre de Heisenberg. Este principio, que se deduce dos axiomas da mecánica cuántica, di que non é posible determinar con exactitude un par de magnitudes físicas dunha partícula, senón que so se pode coñecer en forma probabilística. Por exemplo, non podemos coñecer con exactitude a posición e o movemento liñal dun fotón.

Isto dá lugar ao fenómeno chamado de superposición cuántica, é dicir, que unha única partícula pode atoparse en dous estados á vez (e, por exemplo, ser detectada en dous lugares distintos ao mesmo tempo), pero cando se mide (é dicir, cando interfire un observador), o sistema se concreta nun dos estados posibles (colapsa a función de onda).

Schrödinger inventou o paradoxo do gato para mostrar que os sistemas macroscópicos non tiñan propiedades cuánticas, aínda que as interferencias entre as ondas dos fotóns foron demostradas no experimento de Young.

O paradoxo do gato é o seguinte:

  1. Encérrase un gato nunha caixa opaca.
  2. Conéctase á caixa un recipiente de gas cianuro (mortal para o gato), equipado cun contador Geiger.
  3. Poñemos no contador un isótopo radioactivo cunha probabilidade de desintegrarse do 50% nun tempo T. Se se desintegra, liberarase automaticamente o gas, e o gato morrerá.
  4. Pasado o tempo T, hai un 50% de probabilidade de que o gato estea vivo, e un 50% de que estea morto. E o isótopo está en dous estados á vez, que non se superpoñen ata que o observador interfire.
  5. Polo tanto, o gato está vivo e morto ao mesmo tempo, e a función de onda non colapsa (o estado non se concreta nun dos casos posibles) ata que abrimos a caixa.

Existen diversas explicacións para este problema:

  • A interpretación de Copenhague acepta que a acción de medir o sistema (abrir a caixa) colapsa a función de onda do sistema (varía o estado do sistema) de forma irreversible.
  • A interpretación estatística nega a existencia do dobre estado, aducindo que na realidade so se da un dos casos posibles. Sen embargo, isto non pode explicar os as interferencias entre as ondas dos fotóns do experimento de Young.
  • Na interpretación dos multiversos, prodúcense dous universos paralelos cada vez que se dá un caso de colapso do dobre estado (de modo que o gato seguirá vivo nun universo, e morrerá noutro).
  • A interpretación do colapso obxectivo di que o colapso da función de onda se produce independentemente do observador, por medio dunha das magnitudes implicadas (non se sabe cal).
  • A interpretación relacional propón unha explicación subxectiva: o estado do sistema depende do observador, de xeito que o gato sabe en que estado do sistema se atopa, e cando o obervador abre a caixa, colapsan ambas funcións de onda (a súa e a do gato).

Hai que dicir que Einstein estaba en desacordo con todo isto, e chegou a dicir: “Cres que a Lúa non está alí cando non a miramos?”

Fontes:

https://es.wikipedia.org/wiki/Gato_de_Schr%C3%B6dinger

http://www.elmundo.es/ciencia/2015/06/12/557956a3ca4741b2268b457c.html, que inclúe un video de The Big Van Theory.

http://www.astromia.com/astronomia/paradojagato.htm

Esta entrada foi publicada en 1º bacharelato, A Terra e a Lúa, CCMC, Cousas interesantes, Sen categorizar. Garda o enlace permanente.

Deixa unha resposta