jueves, 24 de abril de 2008

El gato de Schrödinger

On 24 Mar 98 at 16:51, Juan Carlos Orrego Arismendi wrote:
> Pensemos en una persona que nadie ha visto, que muere aislada en algún lugar impenetrable, y que nadie descubre jamás su cadáver. ¿En realidad ha muerto si nadie se entera de su muerte?

Hola!

Aunque no lo crean, los párrafos de arriba me recordaron al gato de Schrodinger. Para los que detesten la jerigonza científica, borren ahora este mail, para los pacientes... allí va (la fuente es "En busca del gato de Schrodinger" de John Gribbin, los subrayados, mayusculas, son mios):

Schrodinger fue un cientifico aleman que contribuyo al desarrollo, hacia la mitad de la decada de los 20, de las ecuaciones de una rama de la ciencia actualmente conocida como "mecanica cuantica". "Rama de la ciencia" puede resultar una expresion incorrecta, ya que la mecanica cuantica PROPORCIONA EL SOPORTE FUNDAMENTAL DE TODA CIENCIA MODERNA. Sus ecuaciones describen el comportamiento de objetos minusculos, del tamanho del atomo o incluso menos, y proporcionan la unica explicacion del mundo de "lo muy pequenho". Sin estas ecuaciones, los fisicos no habrian sido capaces de disenhar centrales o bombas nucleares, construir lasers ni explicar por que el sol se mantiene caliente. Sin la mecanica cuantica, la quimica estaria aun en una epoca oscura y no existiria la biologia molecular, la comprension del DNA y la ingenieria genetica.

La teoria cuantica representa la conquista mas grande de la ciencia, mucho mas significativa y directa desde el punto de vista practico que la teoria de la relatividad. Y, ademas, hace algunas predicciones muy extranhas. El mundo de la mecanica cuantica es, en verdad, tan extranho que Albert Einstein lo encontro incomprensible, y se nego a aceptar todas las implicaciones de la teoria desarrollada por Schrodinger y sus colegas. A Einstein, como a muchos otros cientificos, le resulto mas comodo creer que las ecuaciones de la mecanica cuantica simplemente representan una especie de truco matematico que, si bien proporciona una guia de trabajo razonable en el estudio del comportamiento de las particulas atomicas y subatomicas, oculta en realidad alguna verdad mas profunda que se ajusta mejor a nuestro sentido cotidiano de la realidad. Lo que la mecanica cuantica dice es que NADA ES REAL y que NO PODEMOS DECIR NADA SOBRE LO QUE LAS COSAS ESTAN HACIENDO CUANDO NO LAS ESTAMOS OBSERVANDO. El mitico gato de Schrodinger se utilizo para senhalar las diferencias entre el mundo cuantico y el mundo claro de cada dia.

En el mundo de la mecanica cuantica, las leyes habituales de la fisica dejan de funcionar. En su lugar, los acontecimientos pasan a ser gobernados por probabilidades. Un atomo radiactivo, por ejemplo, puede desintegrarse emitiendo un electron o puede no hacerlo. Es posible montar un experimento de forma que exista una probabilidad exacta del 50% de que uno de los atomos de una muestra de material radiactivo se desintegre en un cierto tiempo y que un detector registre la desintegracion si se produce. Schrodinger, tan preocupado como Einstein por las implicaciones de la teoria cuantica, trato de poner de manifiesto el caracter absurdo de tales implicaciones imaginando ese dispositivo experimental en una sala cerrada, o en una caja, dentro de la cual hay un gato vivo y un frasco con veneno, preparado todo de tal manera que si ocurre la desintegracion radiactiva el recipiente de veneno se rompe y el gato muere. En el mundo actual existe un 50% de probabilidades de que el gato resulte muerto, y sin mirar dentro de la caja podemos decir tranquilamente que el gato estara vivo o muerto. Pero ahora nos topamos con lo extranho del mundo cuantico. Como resultado de la teoria, NINGUNA DE LAS DOS POSIBILIDADES abiertas al material radiactivo, y por tanto al gato, TIENE REALIDAD SALVO QUE SEA OBSERVADA. La desintegracion atomica ni ha ocurrido ni ha dejado de ocurrir; el gato, ni ha muerto ni ha dejado de morir en tanto no miremos dentro de la caja para ver como marchan las cosas. NADA ES REAL SALVO SI SE OBSERVA.

La idea resultaba un anatema para Einstein, entre otros, "Dios no juega a los dados",dijo refiriendose a la teoria segun la cual el mundo esta gobernado por la acumulacion de resultados de naturaleza esencialmente aleatoria que se dan a nivel cuantico. En cuanto a la irrealidad del estado del gato de Schrodinger, el la elimino, suponiendo que debe existir algun mecanismo subyacente que hace posible la genuina y fundamental realidad de las cosas. Einstein paso muchos anhos tratando de encontrar pruebas que revelaran esta realidad subyacente, pero murio antes de que fuera posible llevar a cabo un experimento de esta clase. Quizas es mejor que no haya vivido para ver el destino de la linea de pensamiento que el inicio.

En el verano de 1982, en la universidad de Paris-Sur, en Francia, un equipo encabezado por Alain Aspect completo una serie de experimentos disenhados para detectar la realidad subyacente del mundo irreal del *cuanto*. A este mecanismo fundamental se le ha denominado "variables ocultas", y el experimento se referia al comportamiento de dos fotones (particulas de luz) viajando en direcciones opuestas desde una misma fuente y esencialmente puede considerarse como una prueba de la realidad. Los dos fotones de la misma fuente pueden observarse mediante dos detectores que miden una propiedad llamada polarizacion. De acuerdo con la teoria cuantica, esta propiedad no existe hasta que se mide. Segun el modelo de las variables ocultas (Einstein), cada foton tiene una polarizacion "real" desde el momento de su creacion. Como los dos fotones se emiten simultaneamente, sus polarizaciones estan correlacionadas. Pero la naturaleza de dicha correlacion, que es lo que se mide, resulta diferente segun se adopte uno u otro punto de vista.

Los resultados de este crucial experimento no presentan ninguna ambiguedad. El tipo de correlacion predicho por el modelo de las variables ocultas (Einstein) no ha aparecido; por el contrario, SE HA DADO LA CORRELACION PREDICHA POR LA TEORIA CUANTICA, y aun mas, tambien como preveia la teoria cuantica, las medidas efectuadas en uno de los fotones tienen UN EFECTO INSTANTANEO SOBRE LA NATURALEZA DEL OTRO FOTON. Alguna interaccion los liga inexorablemente, incluso aunque se separen a la velocidad de la luz. LOS EXPERIMENTOS DEMUESTRAN QUE NO EXISTE NINGUNA REALIDAD SUBYACENTE. La palabra REALIDAD, en el sentido usual, NO ES UN CONCEPTO UTILIZABLE PARA ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO DE LAS PARTICULAS QUE INTEGRAN EL UNIVERSO; al mismo tiempo, dichas particulas parecen formar parte de algun todo indivisible y cada una acusa lo que acontece a las restantes.

La busqueda del gato de Schrodinger ha sido la busqueda de la realidad cuantica. De este breve resumen, parece evidente que la busqueda ha sido fructifera, ya que NO EXISTE REALIDAD EN EL SENTIDO USUAL DE LA PALABRA.

Bueno... disculpen el extenso off-topic, alguna relación le vi. Saludos desde el Perú!

Angel Moyano