El gato de Schrödinger eli5
El enfoque del colapso de la mecánica cuántica (discutido en el capítulo 17) afirma que la medición de un sistema cuántico invoca un “colapso” de la función de onda cuántica desde un estado superposicional a un estado que puede describirse de forma clásica, de acuerdo con la regla de Born[1]. Sugiere que la acción instantánea a distancia (discutida en el capítulo 18) debería aceptarse simplemente en la mecánica cuántica, como ocurrió con la teoría de la gravitación de Isaac Newton[2].
El enfoque del colapso sugiere que los estados cuánticos no colapsan hasta que se miden, y por tanto sugiere que el gato está enredado con el átomo radiactivo en un estado superposicional, en el que está vivo y muerto al mismo tiempo. El gato permanece en este estado hasta que el experimentador abre la caja, midiendo así el sistema.
Usted es el único físico contemporáneo, además del [físico alemán Max von] Laue, que ve que no se puede eludir la suposición de la realidad, si se es honesto. La mayoría de ellos simplemente no ven el juego arriesgado que están jugando con la realidad, la realidad como algo independiente de lo que se ha establecido experimentalmente. De alguna manera creen que la teoría cuántica proporciona una descripción de la realidad, e incluso una descripción completa; sin embargo, esta interpretación es refutada de la manera más elegante por su sistema de átomo radiactivo + contador Geiger + amplificador + carga de pólvora + gato en una caja, en la que la función [de onda] del sistema contiene al gato tanto vivo como hecho pedazos. . me parece seguro que el carácter fundamentalmente estadístico de la teoría es simplemente una consecuencia del carácter incompleto de la descripción.[7]
Significado del meme de Schrödinger
Por ejemplo, la órbita de la Luna es determinista. Hay varios factores que contribuyen a ello, como la gravedad y la inercia, que permiten hacer predicciones acertadas sobre su posición futura. Si tuviéramos todos los datos relevantes, podríamos saber de antemano si la Luna será golpeada por un asteroide, o se estrellará contra la Tierra, o explotará en una fondue.
El determinismo dice que hay una cadena ininterrumpida de acontecimientos que se remontan al Big Bang, y todo el camino hasta el final del universo. Todo está conectado causalmente y, por tanto, es predecible, al menos en principio.
Por ejemplo, si comparamos un sistema cuántico con una carrera de caballos, el acto de ver la carrera es lo que determina el ganador. Por otro lado, no mirar provoca todo tipo de caos: la carrera no se produce, y/o todos los caballos ganan, y/o todos los caballos explotan en una fondue. Esto es un problema.
Cuanto más profundizamos en la probabilidad, más preocupante resulta. Si nuestro mundo clásico se comportara así de forma aleatoria, pisar el pedal del freno no provocaría necesariamente que nuestro coche se detuviera. (Esto ni siquiera toca la idea de una realidad determinada por el observador. Esto es simplemente el clásico Newton).
El gato de Schrodinger – youtube
El físico austriaco Erwin Schrodinger propuso un experimento mental en 1935 para discutir la paradoja de la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica. Los no-físicos aficionados a la comedia de televisión The Big Bang Theory, probablemente también estén familiarizados con la paradoja conocida como el Gato de Schrodinger. El experimento teórico de Schrodinger coloca un gato vivo en una caja de acero con un disparador radiactivo y un frasco de veneno. Si la sustancia radiactiva decae, el disparador romperá el frasco de veneno matando al gato. Si la sustancia radiactiva no decae, el gato sigue vivo. La paradoja está en el no saber. Dado que hay un 50% de probabilidades de que el desencadenante se descomponga, sin abrir la caja no se sabrá si el gato está vivo o muerto. Como no sabemos, y de hecho no podemos saber el estado del gato sin abrir la caja, se dice que el gato está vivo y muerto a la vez. En mecánica cuántica, este estado se llama superposición.
En la serie de televisión, Sheldon sugiere que la cita propuesta por Leonard y Penny es como el gato de Schrodinger. Sólo mirando en la caja, o en su caso yendo a la cita, sabrán cómo resultará la cita y qué efecto tendrá en su amistad.
El meme del gato de Schrödinger
Bohr no aceptó la hipótesis de Albert Einstein de 1905 de que la radiación era un cuanto de energía hν espacialmente localizado. Hasta bien entrada la década de 1920, Bohr (y el propio Max Planck, inventor de la hipótesis cuántica) creía que la radiación era una onda continua. Se trataba de la dualidad onda-partícula, que Einstein vio ya en 1909.
El entrelazamiento sólo se produce en los fenómenos de nivel atómico y a distancias limitadas que preservan la coherencia de las funciones de onda de dos partículas al aislar los sistemas (y sus funciones propias) de las interacciones con el entorno.
En realidad, nunca “vemos” ni medimos ningún sistema (ya sea un electrón microscópico o un gato macroscópico) en dos estados distintos. La mecánica cuántica simplemente predice una probabilidad significativa de que el sistema se encuentre en estos estados diferentes. Y estas predicciones de probabilidad son confirmadas por la estadística de un gran número de experimentos idénticos.
El principio de exclusión de Pauli dice (correctamente) que dos partículas idénticas e indistinguibles (fermiones) no pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo. El entrelazamiento se interpreta a menudo (incorrectamente) como que una sola partícula puede estar en dos lugares al mismo tiempo. El Principio de Superposición de Dirac no dice que una partícula esté en dos estados al mismo tiempo, sino que existe una probabilidad no nula de encontrarla en cualquiera de los dos estados si se mide.