Gatu de Schrödinger

L'esperimentu del gatu de Schrödinger o paradoxa de Schrödinger ye un esperimentu imaxinariu concebíu en 1935 pol físicu austriacu Erwin Schrödinger pa esponer una de les interpretaciones más contraintuitivas de la mecánica cuántica.

Propuesta d'esperimentu

Erwin Schrödinger plantega un sistema que s'atopa formáu por una caxa zarrada y opaca que contién un gatu nel so interior, una botella de gas venenosu y un dispositivu, que contién una sola partícula radiactiva con una probabilidá del 50% de desintegrarse nun tiempu dau, de manera que si la partícula se desintegra, el venenu llibérase y el gatu muerre.

Al terminar el tiempu establecíu, la probabilidá de que'l dispositivu activárase y el gatu tea muertu ye del 50%, y la probabilidá de que'l dispositivu nun s'activara y el gatu tea vivu tien el mesmu valor. Según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correuta del sistema nesi momentu (el so función d'onda) va ser la resultancia de la superposición de los estaos «vivu» y «muertu» (de la mesma descritos pola so función d'onda). Sicasí, una vegada que s'abrir la caxa pa comprobar l'estáu del gatu, este va tar vivu o muertu.

Asocede qu'hai una propiedá que tienen los electrones, de poder tar en dos llugares distintos coles mesmes, pudiendo ser detectaos polos dos receptores y dándonos a abarruntar que'l gatu ta vivu y muertu al empar, lo que se llama superposición. Pero cuando abramos la caxa y queramos comprobar si'l gatu sigue vivu o non, vamos alteriar esti estáu y vamos ver si'l gatu ta vivu o muertu.

Ende anicia la paradoxa. Ente que na descripción clásica del sistema'l gatu va tar vivu o muertu primero qu'abramos la caxa y comprobemos el so estáu, na mecánica cuántica'l sistema atopar nuna superposición de los estaos posibles hasta qu'intervien el observador, lo que nun puede ser posible pol simple usu de la lóxica. El pasu d'una superposición d'estaos a un estáu definíu produzse de resultes del procesu de midida, y nun puede predicise l'estáu final del sistema: solo la probabilidá de llograr cada resultancia. La naturaleza del procesu sigue siendo una incógnita, que dio llugar a distintes interpretaciones de calter especulativu.

Interpretaciones

Siguiendo la interpretación de Copenhague, nel momentu que abramos la caxa, la sola aición de reparar modifica l'estáu del sistema tal qu'agora reparamos un gatu vivu o un gatu muertu. Esti colapsu de la función d'onda ye irreversible ya inevitable nun procesu de midida, y depende de la propiedá reparada. Ye un aproximamientu pragmáticu al problema, que considera'l colapsu como una realidá física ensin xustificalo dafechu. El Postuláu IV de la mecánica cuántica espresa matemáticamente cómo evoluciona l'estáu cuánticu tres un procesu irreversible de midida.

Na interpretación de los «munchos mundos» («many-worlds»), formulada por Hugh Everett en 1957, el procesu de midida supón una ramificación na evolución temporal de la función d'onda. El gatu ta vivu y muertu al empar pero en cañes distintes del universu: dambes son reales, pero incapaces d'interactuar ente sigo por cuenta de la decoherencia cuántica.

Na interpretación del colapsu oxetivu, la superposición d'estaos destrúyese anque nun se produza observación, difiriendo les teoríes en qué magnitú física ye la que provoca la destrucción (tiempu, gravitación, temperatura, términos non lliniales nel observable correspondiente). Esa destrucción ye lo qu'evita les cañes qu'apaecen na teoría de los «munchos mundos». La pallabra oxetivu» vien de que nesta interpretación tantu la función d'onda como'l colapsu de la mesma son «reales», nel sentíu ontolóxicu. Na interpretación de los «munchos mundos», el colapsu nun ye oxetivu, y na de Copenhague ye una hipótesis ad hoc.

La interpretación relacional refuga la interpretación oxetiva del sistema, y propón sicasí que los estaos del sistema son estaos de rellación ente l'observador y el sistema. Distintos observadores, por tanto, van describir el mesmu sistema por aciu distintes funciones d'onda. Antes d'abrir la caxa, el gatu tien información sobre l'estáu del dispositivu, pero l'esperimentador nun tien esa información sobre lo qu'asocedió na caxa. Asina, pal gatu, la función d'onda del aparatu yá colapsó, ente que pal esperimentador el conteníu de la caxa ta entá nun estáu de superposición. Solamente cuando la caxa ábrese, y dambos observadores tienen la mesma información sobre lo que pasó, los dos descripciones del sistema colapsen na mesma resultancia.

La interpretación asambleística o estadística interpreta la función d'onda como una combinación estadística de múltiples sistemes idénticos. La superposición ye una astraición matemática que describe esti conxuntu de sistemes idénticos; pero cuando reparamos un sistema individual, la resultancia ye unu de los estaos posibles. Sicasí, esta interpretación ye incapaz d'esplicar fenómenos esperimentales acomuñaos a partícules individuales, como la interferencia d'un solu fotón na versión cuántica del esperimentu de Young.

Bibliografía

Schrödinger, Erwin (payares de 1935). «Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik [La situación actual na mecánica cuántica]». Naturwissenschaften.

Referencies

Enllaces esternos

Schrödingerskatze Archiváu 2010-10-12 en Wayback Machine (2011), ye'l primer metraxe basáu por completu nesti esperimentu. Escritu, producíu y empobináu por Jupiter LeBâtard, el proyeutu atópase anguaño en post-producción.
El gatu de Schrödinger en El rincón de la Ciencia
Paradoxa del gatu de Schrödinger en CienciaFicción.com (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
gatu-de-Schrodinger_a1368.html Realicen con seis fotones l'esperimentu del gatu de Schrödinger (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
Producen el primer gatu de Schrödinger ópticu (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
Videu esplicativu de la paradoxa