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La paradoja de Schrödinger

Una de las paradojas más famosas de la física es la paradoja – experimento mental del gato de Schrödinger. El planteamiento acerca la existencia de universos paralelos y de computadores cuánticos a causa de la superposición.

La historia transcurre cuando el físico austríaco desarrolla su famosa ecuación que, para entenderla debemos recordar que todas las cosas materiales se componen por átomos. Éstos, constan de un núcleo cargado con protones y neutrones. Alrededor, giran los electrones.

Sin embargo, según el Principio de Heisenberg, no se pueden conocer con exactitud algunas propiedades variables del electrón. Así, la ecuación de Schrödinger da un 90% de acierto a saberlo, pero también, depara problemas muy grandes, mismos que se explican con el experimento imaginario que ha trascendido como la Paradoja de Schrödinger.

En una caja totalmente cerrada, cuyo interior no puede verse desde afuera, tenemos a un gato junto con un detector de radiación, el cual puede accionar un mecanismo para destapar una botella con gas venenoso. Se pone en la caja un átomo de alguna sustancia radiactiva para que, en el momento en que se produzca la emisión radiactiva, se desencadene el mecanismo que mata al gato.

Ahora bien, de acuerdo con la interpretación favorita de Bohr y Heisenberg, mientras nadie observa lo que sucede dentro de la caja, el átomo está simultáneamente en dos estados – emitió radiación y no emitió radiación- y, por tanto, el gato está vivo pero muerto a la vez. Únicamente cuando se observa lo que sucedió en la caja, es como se define el destino del felino.

Lo anterior se debe a que hay una propiedad de los electrones de poder estar en dos lugares distintos al mismo tiempo, lo que se le denomina superposición. Mientras la caja no se abra, habrá incertidumbre pero al abrirla, perturbamos el estado de superposición y es cuando veremos si el gato vive o bien, si ha muerto.

Es importante remarcar que la superposición únicamente aplica a partículas subatómicas. De hecho, en un experimento realizado en 1996 en la Universidad de Boulder, Colorado, se utilizó un átomo ionizado de berilio, en lugar de un gato. Se aisló ese átomo para colocarlo en una trampa electromagnética. Por medio de láseres acoplados a las frecuencias del átomo, se influyó sobre sus electrones para ponerlo en dos estados distintos a la vez, en analogía al gato vivo y muerto.

Posteriormente, se separaron esos dos estado para comprobar que se ubicaran en dos lugares distintos. La conclusión de los físicos de Boulder fue que el mismo átomo en dos estados distintos se había separado una distancia de 80 millonésima de milímetro. Esta separación es demasiado pequeña en nuestra escala común para invocar el milagro de la superposición, pero es una distancia considerable en el nivel atómico ya que corresponde a unas mil veces el tamaño típico del átomo de berilio.

De esta manera, el experimento parece confirmar una de las predicciones de la mecánica cuántica que más frontalmente choca con nuestro sentido común.

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