El sueño de la razón produce monstruos

sábado, 27 de febrero de 2010

La paradoja del gato de Schödinger

En la concepción de la realidad que establece la física cuántica, existe un SISTEMA formado por el PROCESO COMUNICATIVO entre un OBSERVADOR que extrae información de un OBJETO o SUCESO OBSERVADO. Este proceso de comunicación afecta profundamente al objeto o suceso observado. Hasta tal punto existe esa interrelación que, como Schrödinger ilustró con su célebre experimento mental del gato en la caja o la paradoja del gato, la realidad no existe hasta que no es observada: el sistema físico es tal que lo real sólo se determina cuando lo observamos, es decir, en el proceso informativo mismo. (Aladro Vico, Eva, 2009:18-19).
El experimento del gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario, concebido hacia 1937 por el físico Erwin Schrödinger para exponer uno de los aspectos más extraños, a priori, de la mecánica cuántica y que sirve para ilustrar la interacción y medida en ese campo. El experimento es simple; explica la representación que la ciencia desarrolló de la realidad a comienzos del siglo pasado. La Física Cuántica, lo mismo que la Teoría de la Relatividad, a veces va contra conceptos tan instalados en la mente del homo sapiens que dificulta fuertemente su divulgación y nos deja montones de preguntas sin respuesta. El mejor método es enfrentarse con esa teoría tan fértil como complicada y compleja sobre la que multitud de científicos del mundo actual siguen trabajando.El experimento mental que se plantea es el siguiente: se pone a un gato dentro de una caja cerrada (no se puede ver nada desde fuera) junto con un átomo que tiene una probabilidad del 50% de desintegrarse y matar al gato. La pregunta que surge entonces es si el gato está vivo o está muerto. En este problema de Schrödinger se mezclan algunos elementos de la Física Cuántica (la probabilidad de desintegrarse) con la realidad cotidiana: la vida o la muerte de un gato. De este modo queda patente una de las dificultades más complicadas de la Física Cuántica: el Concepto de Superposición.
Para poder interpretar el resultado es necesario entender lo que se llaman estados cuánticos: un estado cuántico es un objeto matemático en el que se contiene toda la información de un objeto físico.
El Principio de Superposición dice que “si el mundo puede estar en un estado “A” y también en un estado “B”, entonces también podrá estar en un estado que sea la combinación de ambos (estado mixto)”. Sin embargo, al efectuar una medición de este estado sólo se podrá obtener “A” o “B”. Esto quiere decir que hasta el momento en el que se mide, el mundo estaba en los dos estados simultáneamente, pero tras realizar una observación el estado colapsa a uno de los dos posibles: el “A” o el “B”.
En el experimento de Schrödinger el gato puede estar tanto vivo (“Vivo”) como muerto (“Muerto”) y como ambos son estados posibles, también puede estar en una combinación que sea vivo y muerto, “Vivo + Muerto”. Ambas realidades coexistirán hasta que un observador abra la caja, vea el estado en el que se encuentra el gato. En ese mismo momento, el sistema "colapsa" a una sola posibilidad: o vivo o muerto.
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, físico austriaco, nacionalizado irlandés, fue premio de Nobel de Física en 1933, por haber desarrollado la ecuación que lleva su nombre.
La Mecánica Cuántica, como la Informática, se ha convertido en una formidable herramienta para el estudio del universo atómico y nuclear; desde entonces sigue funcionando, aunque con aspectos inquietantes, filosóficamente hablando, tanto o más que la Teoría de la Relatividad. Por ejemplo, el principioColor del texto de incertidumbre afirma que es imposible conocer determinadas magnitudes con precisión en forma simultánea (i.e., la posición y velocidad de una partícula). Un electrón está representado por una onda que indica la probabilidad de que el electrón esté en uno u otro lugar. Esta descripción previa cristalizaría en una teoría, “la interpretación de Copenhague”, encabezada por el Niels Böhr que sigue poniendo en tela de juicio todos nuestros conceptos sobre la realidad al menos como la conocemos en la vida cotidiana. Para los físicos de Copenhague las incertidumbres, probabilidades e imprecisiones de la física no es una limitación de la mecánica cuántica, si no de que la naturaleza es así: un electrón es una superposición de probabilidades de estar aquí o allí. Pensar en un electrón en un lugar concreto no tiene sentido; a menos que lo observemos. En ese supuesto, la función de onda “colapsa” hacia una posición fija y el electrón aparece en una determinada posición. De ahí que los teóricos de Copenhague sostengan que lo observado y el observador interactúan. Si el electrón no está siendo observado, no tiene sentido preguntarse dónde está: es una superposición de estados diferentes. Como podemos ver, no se trata de una interpretación tranquilizadora, dado que desde el punto de vista clásico, el observador y lo observado son dos entidades totalmente diferentes.
Según la interpretación de Born, pasada una hora, el gato no está ni vivo ni muerto, sino en una mezcla de los dos estados, es decir, su estado (función de ondas) es una suma (superposición) de los dos estados (las dos funciones de onda), vivo y muerto al mismo tiempo.
Entre las resistencias que esa teoría ocasionó fue la de Schrödinger quien frente a la concepción de Copenhague propuso su experimento mental que ha quedado en el folklore como “la paradoja del gato de Schrödinger”.
(http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/Rc-31/RC-31.htm)
Como esto parece ridículo, según Schrödinger, la interpretación probabilistica es absurda: el gato está vivo o está muerto. Pero Born salió al paso de ese experimento imaginario diciendo que sólo sabremos si el gato está vivo o muerto si abrimos la caja: el acto de la observación hace colapsar el sistema a una de las opciones posibles. Lo único que hace la mecánica cuántica es predecir la probabilidad de que la medida de una propiedad de la naturalea dé un determinado resultado, no describir cómo es la naturaleza.
La polémita está servida, señala Lozano Leyva, Manuel (2010), De Arquímedes a Einstein, 2ª. ed., Barcelona, Mondadori; y se pregunta ¿es la conciencia del observador la que provoca el colapso de la función de ondas?, ¿puede hacerla colapsar un microbio?, ¿cuenta para algo la conciencia del gato?, ¿existe el electrón y de qué manera, antes de que midamos algo de él? En definitiva, concluye, ¿cómo sabes que la Luna está ahí si no la miramos? Hasta hoy aún no hay una respuesta concluyente a si existe el mundo fuera de nuestra conciencia o no. Y Lozano Leyva termina señalando que matemáticamente hay más indicios de que el mundo no existe de manera objetiva fuera de nosotros que de lo contrario.
Así parece estar el estado de la cuestión, en un interregno, que produce al mismo tiempo extrañamiento y admiración, situado entre la física de Newton y otra que todavía está por llegar. Aunque "mientras tanto la mecánica cúantica está dando tantos frutos que nuestra vida sería muy distinta sin ella: televisores, ordenadores, teléfonos móviles, artefactos espaciales, etc., no funcionarían si algunas de sus partes esenciales no se hubieran diseñado siguiendo con rigor los dictados de la mecánica cuántica" (Lozano Leyva, M., ibídem, p. 239).


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