¿Qué es el gato de Schrödinger?

¿Qué es el gato de Schrödinger?

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¿Qué es Schrödinger?

'El gato de Schrödinger' es una de esas frases que suenan de vez en cuando en las conversaciones. Sin embargo, para aquellos que nunca han sido estudiantes de física, o que al menos han escuchado la explicación de Sheldon sobre la teoría del Big Bang, puede que no esté claro qué significa. La respuesta corta es que el gato de Schrödinger es el nombre de un famoso experimento mental propuesto por primera vez por el físico Erwin Schrodinger. La larga respuesta y la fuente de uno de los debates más importantes de la física nos invitan a adentrarnos en el extraño dominio de la mecánica cuántica para quizás reconsiderar nuestras suposiciones sobre la realidad.





¿Quién era Erwin Schrödinger?

Erwin Schrödinger nació el 12 de agosto de 1887 en Viena, capital de Austria-Hungría. El padre de Erwin, Rudolph Schrödinger, era botánico y propietario de una fábrica de hule. Su madre, Georgine, era hija del profesor de química de Rudolph. Hijo único, Erwin se crió como luterano y se educó de forma privada en casa hasta los 11 años. Erwin se destacó desde una edad temprana en lenguaje, matemáticas y física.



Educación de Schrödinger

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Schrödinger se matriculó en la Universidad de Viena y estudió física. Fue fuertemente influenciado por sus compañeros físicos Franz Exner, un pionero del campo, y Fritz Hasenohrl, más tarde Jefe de Física Teórica. Schrödinger recibió su Ph.D. en 1910. Fue reclutado y enviado a Italia como oficial de artillería en 1914. Schrodinger tuvo más suerte que su colega y mentor, Hasenohrl, quien fue asesinado por una granada en 1915. Sobreviviendo a la guerra, ocupó cargos docentes en varias universidades antes de casarse Annemarie Bertel en 1920.



Ecuación de Schrödinger

En 1921, Schrödinger se convirtió en profesor en la Universidad de Zúrich y quedó claro que tenía ideas novedosas en el área de la física atómica. En respuesta a las teorías de que el movimiento de los electrones dentro de un átomo podría describirse como una onda, Schrödinger proporcionó la prueba matemática necesaria con su Ecuación de la teoría de ondas de 1926. Se dice que la chispa de la creatividad se produjo durante una tórrida aventura con un anciano vienés. Novia.

El nacimiento de la mecánica cuántica

mecánica cuántica Schrödinger virtualphoto / Getty Images

La ecuación de Schrödinger proporcionó una descripción sólida del comportamiento y movimiento de los átomos. Al atribuir su movimiento a una onda probabilística, la posición y el estado de un átomo podrían tratarse estadísticamente. Hasta que se tomó una medición directa, se decía que el átomo estaba en un estado de superposición. Según la Interpretación de Copenhague, esto significaba que podía considerarse que estaba en todos los lugares a la vez. La pregunta clave para los físicos, ¿era la teoría de ondas simplemente una herramienta matemática conveniente o describía algo físicamente real? ¿Dónde estaba realmente el átomo?



Un pincel con Einstein y los nazis

En 1927, Schrödinger se mudó con su esposa a la Universidad Friedrich Wilhelm de Berlín. Aquí se codeó con Albert Einstein. Mientras continuaba realizando investigaciones importantes e innovadoras allí, se alarmó cada vez más por la creciente atmósfera antisemita en Alemania. Siguiendo el ejemplo de Einstein, en 1937 abandonó Alemania y se trasladó a Inglaterra, ocupando un puesto en Oxford. Poco después, recibió el Premio Nobel de Física de 1933.

El gato de Schrödinger

A pesar de su papel fundamental en la creación de la teoría de las ondas, Shrödinger nunca se sintió cómodo con sus implicaciones. Como muchos físicos, no pudo conciliar la incertidumbre cuántica a nivel atómico con nuestra experiencia cotidiana de la realidad. En el mundo que vemos, las personas y los objetos tienen un lugar y un estado definidos, los observemos o no. Para resaltar esta contradicción, formuló un experimento mental que involucró a un gato en una caja sellada, una sustancia radiactiva y un contador Geiger para medir la descomposición de la sustancia.

Durante una hora, habría un 50% de posibilidades de que el material radiactivo se descompusiera y emitiera un solo átomo. Si esto sucediera, el contador Geiger lo detectaría y activaría un relé que haría que un martillo aplastara un frasco de ácido. El ácido se liberaría en la caja y mataría al gato. La pregunta era, ¿el gato está vivo o muerto?

La paradoja del gato de Schrödinger

Mujer joven con teléfono recibe abrazos de gatito.

Desde una perspectiva de la mecánica cuántica, se dice que el gato está en un estado superpuesto, con la misma probabilidad de estar vivo o muerto. El estado del gato solo se determina cuando se mide u observa. Esto parecía absurdo, escribió Schrödinger, ya que seguramente el gato debe ser uno u otro, ya sea que un observador decida echar un vistazo o no. Sin embargo, así es exactamente como parecían comportarse los átomos. Al vincular el destino del gato con las fluctuaciones de los núcleos atómicos, Shrödinger estaba demostrando el problema central de la Interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica.



árbol de vid de trompeta

Los recelos y el arrepentimiento

Gato Schrödinger

No hace falta decir que cuando se le preguntó qué pensaba sobre la interpretación de Copenhague de su teoría de las ondas, Shrödinger dijo: 'No me gusta, y lamento haber tenido algo que ver con eso'. Schrodinger continuaría discutiendo durante años con sus contemporáneos sobre el significado de su propio experimento.

¿Schrödinger alguna vez tuvo un gato?

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El rumor popular es que en algún momento durante la década de 1930 Schrödinger pudo haber tenido un gato llamado Milton en su casa en Oxford. Afortunadamente, a pesar de proporcionar algo de inspiración a su dueño, no hay evidencia de que SchrislaEl gato de Dinger alguna vez fue puesto en una caja con un frasco de ácido.

Legado

quien era erwin Schrödinger

Schrödinger murió el 4 de enero de 1961 en la misma ciudad en la que nació, Viena. En el momento de su muerte, tanto él como su felino teórico habían dejado una marca indeleble en la ciencia de la mecánica cuántica. Si bien muchas grandes mentes contribuyeron al desarrollo de la teoría de las ondas y el concepto de indeterminación, solo uno será conocido para siempre como el padre de la mecánica cuántica, y ese es Erwin Schrödinger.