Las seis vidas y media del gato de Schr?dinger

La trampa del diablillo de Maxwell, del que habl¨¢bamos la semana pasada, estriba en que, para saber cu¨¢ndo ha de abrir la portezuela, tiene que recabar informaci¨®n sobre el estado de las mol¨¦culas, y ese proceso conlleva un gasto de energ¨ªa. En cuanto al experimento mental de Einstein, el fallo est¨¢ en que para pesar la caja de fotones necesitamos un instrumento de medida con el que hay que interactuar para efectuar la medici¨®n, y al interactuar con ¨¦l lo perturbamos, reintroduciendo el principio de indeterminaci¨®n. Obs¨¦rvese que en ambos casos desempe?a un papel importante la obtenci¨®n de informaci¨®n y su coste energ¨¦tico (un asunto sobre el que habr¨¢ que volver m¨¢s adelante).

?Por qu¨¦ un gato?

Al hablar de la caja de fotones y del principio de indeterminaci¨®n, no podemos olvidarnos de otra caja que encierra la m¨¢s famosa y controvertida paradoja de la mec¨¢nica cu¨¢ntica: la del gato de Schr?dinger.

En 1935, el f¨ªsico austr¨ªaco Erwin Schr?dinger propuso el siguiente experimento mental: en una caja cerrada hay un gato, un frasco de gas venenoso y un dispositivo que puede ser activado por una part¨ªcula radiactiva que tiene una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado; si la part¨ªcula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere. Al cabo del tiempo establecido, habr¨¢ una probabilidad del 50% de que el dispositivo se haya activado y el gato est¨¦ muerto, y la misma probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato est¨¦ vivo; pero de acuerdo con la mec¨¢nica cu¨¢ntica, en ese momento la situaci¨®n del sistema al depender de una sola part¨ªcula (o sea, su ¡°funci¨®n de onda¡±) ser¨¢ la superposici¨®n de los estados ¡°gato vivo¡± y ¡°gato muerto¡±. Solo cuando abramos la caja para ver si el gato est¨¢ vivo o muerto, perturbaremos este estado dual y haremos colapsar la funci¨®n de onda en un sentido u otro.

La primera vez que, en mi juventud, o¨ª hablar del gato de Schr?dinger no entend¨ª casi nada, y una de las cosas que no entend¨ª fue por qu¨¦ hab¨ªan elegido a un gato para el experimento mental. ?Por qu¨¦ no imaginar que en la caja hay una persona? ?Hay alguna raz¨®n, aparte de la meramente humanitaria (que, dicho sea de paso, deber¨ªa aplicarse tambi¨¦n al gato), para hacer el experimento con un felino y no con un humano?

Y siete preguntas m¨¢s (una por vida) relativas a los gatos:

?Por qu¨¦ se dice ¡°buscarle tres pies al gato¡± y no cinco?

?Tiene que ver la expresi¨®n ¡°llevarse el gato al agua¡± con la conocida aversi¨®n de los felinos a mojarse?

?Por qu¨¦ el gato es dos animales a la vez?

?Cu¨¢l es el animal que caza ratones y ronda por los tejados pero no es un gato?

?Es verdad que de noche todos los gatos son pardos?

?Es verdad que los gatos siempre caen de pie?

?Es el riesgo de lastimarse al caer, para un gato, proporcional a la altura desde la que cae?

Carlo Frabetti es escritor y matem¨¢tico, miembro de la Academia de Ciencias de Nueva York. Ha publicado m¨¢s de 50 obras de divulgaci¨®n cient¨ªfica para adultos, ni?os y j¨®venes, entre ellos ¡®Maldita f¨ªsica¡¯, ¡®Malditas matem¨¢ticas¡¯ o ¡®El gran juego¡¯. Fue guionista de ¡®La bola de cristal¡¯