La paradoja del «Gato de Schrödinger» es uno de los conceptos más fascinantes de la física cuántica, planteado por el físico austriaco Erwin Schrödinger en 1935. Es una especie de experimento mental que busca ilustrar lo extraño e inquietante de la mecánica cuántica.
Imagina que tienes una caja cerrada que contiene lo siguiente: Un gato (vivo al principio). Una botella de veneno. Un detector de partículas radiactivas conectado a un dispositivo que puede romper la botella de veneno si detecta radiación. Una partícula radiactiva que, según las leyes de la mecánica cuántica, tiene un 50% de probabilidad de desintegrarse en un tiempo determinado y un 50% de probabilidad de no hacerlo.
Según la superposición cuántica, la partícula radiactiva está en un estado «indeterminado» hasta que alguien la observe. Esto significa que antes de abrir la caja (o de «medir» el sistema), la partícula está en ambos estados posibles a la vez: desintegrada y no desintegrada. Y, aquí viene la parte extraña: si aplicamos las leyes cuánticas al gato, antes de que observemos lo que sucede en la caja, el gato está simultáneamente vivo y muerto. Es decir, en dos estados a la vez (superposición cuántica), hasta que alguien abra la caja y observe el resultado.
El experimento busca ilustrar una contradicción entre la mecánica cuántica, que permite que partículas estén en superposición de estados, y nuestra percepción de la realidad macroscópica, donde los objetos parecen tener un solo estado definido. Al aplicar la teoría cuántica a algo tan grande como un gato, Schrödinger quería mostrar lo absurdo que sería si las leyes de lo cuántico se aplicaran tal cual al mundo que experimentamos.
¿Cómo puede un objeto estar en dos estados contradictorios a la vez? ¿Es la observación lo que «colapsa» la realidad en un solo estado, es decir, o el gato está vivo o muerto solo cuando lo observamos?
La paradoja del «Gato de Schrödinger» sigue siendo relevante hoy en la física cuántica como una herramienta para entender fenómenos que parecen desafiar las leyes de la física clásica. En resumen, la paradoja del «Gato de Schrödinger» sigue siendo central en nuestra comprensión de la física cuántica y sus aplicaciones modernas. Aunque su intención original era ilustrar lo extraño de la teoría cuántica, hoy se utiliza como una metáfora para describir fenómenos muy reales y prácticas tecnológicas avanzadas en el campo cuántico.
La computación cuántica es uno de los ejemplos más claros donde se aplica el concepto de superposición cuántica, que el experimento del gato ilustra. En lugar de usar bits clásicos que pueden ser 0 o 1, los qubits en los computadores cuánticos pueden estar en una superposición de ambos estados (0 y 1 a la vez). Esta propiedad permite a las computadoras cuánticas realizar cálculos mucho más rápido que las computadoras tradicionales en ciertos tipos de problemas, ya que los qubits pueden procesar múltiples posibilidades a la vez.
Otra aplicación de los principios detrás del «Gato de Schrödinger» es el entrelazamiento cuántico, donde dos partículas pueden estar correlacionadas de tal manera que el estado de una depende del estado de la otra, independientemente de la distancia entre ellas. Esta conexión misteriosa no tiene análogos en la física clásica y desafía nuestras nociones habituales de realidad. Las partículas pueden existir en estados superpuestos hasta que una de ellas es medida, lo que colapsa la función de onda de ambas instantáneamente, incluso si están separadas por grandes distancias.
La criptografía cuántica utiliza la mecánica cuántica para crear sistemas de seguridad prácticamente inviolables. El principio de superposición y el colapso de la función de onda aseguran que cualquier intento de interceptar o medir la información en tránsito interfiere con el sistema, alertando a las partes de que ha habido una intervención.
En laboratorios de física cuántica, el principio de superposición es comprobado experimentalmente con partículas subatómicas como electrones y fotones. En lugar de trabajar con gatos, los físicos crean superposiciones de estados cuánticos en sistemas más simples, pero igualmente misteriosos, como átomos individuales o partículas de luz. Estos experimentos buscan poner a prueba los límites del comportamiento cuántico y ayudan a entender cómo y por qué la realidad «macroscópica» parece funcionar de manera diferente a la realidad cuántica.
Padre Pacho