La paradoja del gato de Schrödinger

El experimento del gato de Schrödinger (casi siempre referido como “La paradoja del gato de Schrödinger”) es un experimento imaginario, diseñado por el famoso físico Erwin Schrödinger en el año 1937. El objeto del experimento es exponer uno de los aspectos de la mecánica cuántica que más extraño resulta al publico en general. Esta paradoja ha sido objeto de tanta controversia, discusión científica y filosófica, que se cuenta que el físico llegó a afirmar que “cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola”.

La mecánica cuántica (o mecánica ondulatoria) es una de las principales ramas de la física que intenta explicar el comportamiento de la materia. Su campo de aplicación es, básicamente,  el mundo de lo más pequeño, y sus predicciones divergen radicalmente de la llamada física clásica, por lo que suelen desafiar el sentido común. Una de golpes más duros que proporciona la mecánica cuántica a nuestra concepción “clásica” del mundo se debe a la dualidad onda-partícula.

Resumiendo bastante, y pidiendo perdón a los físicos por ello, podemos explicar esta dualidad diciendo que los científicos notaron, hace ya unos cien años, que bajo ciertas condiciones experimentales los electrones y demás partículas mostraban un comportamiento ondulatorio. Esto explicaba los resultados de muchos experimentos, como la interferencia. Pero bajo otras condiciones, las mismas partículas se comportaban como si fuesen corpúsculos, como en la dispersión de partículas. Esta dualidad, demostrada experimentalmente hasta el hartazgo, hizo necesaria una revisión de un buen número de supuestos. Por ejemplo, ya no era posible hablar de cosas tales como “trayectoria”. En efecto, al ser imposible determinar la posición y el momento de una partícula, es imposible sostener un concepto como el de  la trayectoria, que es vital para la mecánica clásica. En la mecánica cuántica, el movimiento de una partícula queda determinado por una función matemática que asigna, a cada punto del espacio y del tiempo, una probabilidad determinada de que se halle tal o cual posición. A partir de esa función (la “función de ondas”) pueden extraerse todas las magnitudes del movimiento necesarias.

La mecánica cuántica es una de las principales  ramas de la física

Afortunadamente, a nivel macroscópico estos efectos son absolutamente irrelevantes. Por ejemplo, si bien una partícula tiene una probabilidad mensurable (y a veces bastante elevada) de atravesar una barrera a pesar de no tener la energía suficiente para ello, es absolutamente improbable (pero no imposible, al menos matemáticamente) de que una persona atraviese una pared sólida. Esto se debe a que la persona (y también la pared) está formada por una colección enorme de partículas, cada una de ellas con una pequeña probabilidad de atravesar el muro. La probabilidad de que la persona termine del otro lado de la pared es básicamente el producto entre todas las probabilidades individuales. Al tratarse de un producto de un número enorme de términos (y todos menores a “1”) la probabilidad de ver efectos cuánticos en objetos macroscópicos es -por decirlo de alguna forma- muy pequeña.

Si escapa el veneno, el gato muere.

La “paradoja del gato de Schrödinger” hace referencia a la paradoja que surge de un célebre experimento imaginario propuesto en el año 1937 por el físico Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger. Schrödinger fue un físico austríaco (más tarde nacionalizado irlandés) que realizó importantes contribuciones en los campos de la mecánica cuántica y la termodinámica, y que en 1933 recibió el Premio Nobel de Física por haber desarrollado la ecuación que lleva su nombre. Tras mantener una larga correspondencia con Albert Einstein, Schrödinger propuso el experimento mental que nos ocupa para ilustrar las diferencias entre interacción y medida en el campo de la mecánica cuántica.

Este experimento mental consiste en imaginar a un gato que se encuentra dentro de una caja, junto a un curioso (y peligroso) dispositivo. Este dispositivo está formado por una ampolla de vidrio que contiene un veneno muy volátil y un martillo que pende sobre la ampolla de forma que puede romperla si cae sobre ella. Si esto ocurre, escapa el veneno y el gato muere. El mecanismo que controla el martillo no es más que un detector de partículas alfa, acondicionado de tal forma que, si detecta una partícula alfa, el martillo se suelta, rompe la ampolla y mata el gato. Caso contrario, el martillo permanece en su lugar, la ampolla no se rompe y el gato sigue vivo.

Una vez que se ha montado el dispositivo y el gato está cómodamente instalado en su interior, comienza el experimento. Al lado del detector se coloca un átomo radiactivo especial, que tiene una probabilidad del 50% de emitir una partícula alfa en un lapso de -por ejemplo- una hora. Cuando ese tiempo haya transcurrido, o bien el átomo ha emitido una partícula alfa o no la ha emitido.  Como resultado de esto, el martillo habrá o no golpeado la ampolla, y el gato estará vivo o muerto. Por supuesto, no tenemos forma de saberlo si no la abrimos la caja para comprobarlo.

Aquí es donde las leyes de la mecánica cuántica hacen de este experimento algo mucho más interesante. En efecto, si intentamos describir lo que ocurre en el interior de la caja mediante estos principios, llegamos a una conclusión muy extraña: el gato es descripto por una función de onda (extremadamente compleja, por cierto) que da como resultado una superposición de dos estados combinados (mitad y mitad) de “gato vivo” y “gato muerto”. Esto significa que mientras la caja permanezca cerrada, el gato estaría a la vez vivo y muerto. De alguna manera, ocurre lo mismo que con el concepto de “trayectoria”, el estado del gato ha dejado de ser algo concreto para transformarse en una probabilidad.

El gato se encuentra en una superposición de los dos estados “vivo/muerto”.

La única forma de saber con certeza si el felino sigue gozando (o no) de buena salud es abrir la caja y mirar dentro. En algunos casos nos encontraremos con un gato vivo y en otros, con uno muerto.  Según  Schrödinger, lo que ha ocurrido es que, al realizar la medida, el observador interactúa con el sistema y lo altera, “rompiendo” la superposición de estados y el sistema se define en uno de sus dos estados posibles. Si nos aferramos al sentido común, resulta claro que el gato no puede estar vivo y muerto a la vez. Sin embargo, la mecánica cuántica garantiza que mientras nadie espíe el interior de la caja el gato se encuentra en una superposición de los dos estados “vivo/muerto”. Por supuesto, en este tipo de ejercicio mental el “observador” es cualquier dispositivo (humano o máquina) que pueda “mirar” el interior de la caja. Da igual si es un científico, una cámara o un sensor de alguna clase el que efectúa la acción de “mirar”.

Esta superposición de estados es una consecuencia de la naturaleza ondulatoria de la materia y su aplicación a sistemas macroscópicos -como un gato-  es lo que nos lleva a paradoja propuesta por Schrödinger. De hecho, la sola idea de la existencia de un “gato medio vivo” es un atentado contra el sentido común. A lo largo de su vida Erwin Schrödinger fue interrogado tantas veces sobre este experimento mental, que casi podemos entender cómo se sentía cuando dijo “cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola”.

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65 Comments

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  1. Excelente artículo!! y encima es sabado no puedo creerlo jeje….

    Hay una pelicula de un español que se llama "La habitación del niño" del gran realizador e idolo total Alex de la Iglesia en la que se habla de esta paradoja.

    Por cierto, lo mas delirante para mi no es q el gato este medio vivo sino que ese "gato dual" juegue a las escondidas conmigo y no pueda mirarlo directamente.

    Qué demencial intromisión de la subjetividad en la ciencia esta? jejeje

    Saludos Buen fin de semana

  2. magnifico!,
    articulos como este, son lo mejor de Neoteo (a mi parecer).
    gracias!, ni la habia oido en sueños!
    la fisica, es la ciencia mas asombrosa (a mi parecer) de las ciencias puras.
    y tan compleja como la ecuacion del amigo Schrödinger.

  3. como se siente el gato al experimentar al estar medio vivo y muerto a la vez? XD
    si el gato tiene capacidad crítica, entonces, el gato arruinaría el experimento colocandose como observador, y su estado seria definido, pero si muriera, esta acción le quitaría la capacidad crítica o posicion de observador, y volvería a ser cuánticamente vivo y muerto a la vez?? pero esta muerto!!…. me voy a volver loco 😀

    me encanta la mecánica cuántica

    • En ese caso, creo que el gato tendría dos tercios de probabilidad de estar vivo, y uno de estar muerto, contradiciendo el sentido común aún más.

    • el gato pertenece al sistema aislado que no miramos, asi que en la caja aunque pongas algun otro dispositivo k "sepa" cuando muere el gato, si dicha informacion no sale no pasa nada, sigue pasando todo igual

  4. Justo hace poco estoy leyendo la serie cuantica sin formulas del tamiz y una usuario con otra gran pagina (ALF) hizo ver que el experimento puede estar mal planteado. Porque hace el analisis que el contador geiger colapsa la funcion de onada constantemente.

    En este caso tendriamos el detector de particulas alfa. Por un momento olvidemosnos del gato, y pensemos que solamente tenemos el atomo y queremos determinar cuando emite la particula alfa, entonces como "veríamos el atomo", bueno lo haríamos precisamente con el detector de particulas alfa; por lo que constantemente el detector estaria "Observando" el atomo y en el momento que emite la particula nos lo dejaria saber, y eso sería independiente de si estemos encerrados en un cuarto y los de afuera no conozcan la situación, por lo que nunca estaríamos medio vivos o medio muertos.

    De todas formas es igual de fascinante todo lo que tiene que ver con la fisica.

    • no me lo habia planteado, pero no creo que plantee problema, el detector se introduce para poner un ejemplo real de suceso aleatorio y ata la vida del gato a la probabilidad de que suceda

  5. Excelente artículo!
    Realmente interesante la paradoja del gato de Schrödinger, que nos ilustra claramente lo extraño del mundo subatomico, un mundo que desafía todo nuestro sentido común.
    Sino me equivoco esta propiedad de superposición que describe la mecánica cuántica será la base fundamental de los futuros ordenadores cuánticos (en donde los bits, qubits, podrán ser 0 y 1 al mismo tiempo).

    Saludos!!!

  6. Muy bueno! La primera vez (hace unos años) que lei sobre esto me voló la cabeza. Veo que estan metiendose en fisica cuantica, muy bien!
    Les dejo un link muy bueno que trata temas de fisica cuantica de forma "desestructurada".
    http://eltamiz.com

  7. vaya Ariel, estos articulos son geniales amigo, disfrutos leerlos y trato de compartirlos con otras personas para que lo aprecien. Excelente!

  8. La frase "Cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola" segun yo es de Stephen Hawking aludiendo al suicidio cuántico que es una variante del experimento

  9. Se debe tener una disposicion especial para intentar comprender el experimento, lo sé!
    Hace años, la primera vez que leí sobre este gato "zombi", me dejo perpetuo! me puse a contarselo a mis amigos, pero ellos lejos de toda comprención o tan siquiera interes me dijeron "puta.. ya estas andai huevadas raras".
    Decepcionante!

    Taimu no Ozhan, genial tu comentario!

  10. Yo escuche por primera ves de ese gato en "the big bang teory", y de verdad me fascino. Un muy buen articulo, gracias por la información.

  11. Impresionante, "los átomos obedecen las leyes de la mecánica cuántica, peros los mishos…no"
    Excelente artículo de don Ariel.

    • no, la mecanica cuantica es la "realidad" actual, y como toda "nueva" teoria, tiene que coincidir en el limite con lo ya existente, al igual que la relatividad coincide con la gravitacion enunciada por newton para campos "debiles" y distancias no muy grandes

      • Si, tienes razón y gracias por el dato, pero yo me refería a lo que decía el vídeo al final es que lo dijo en una forma graciosa….

  12. Tengo una forma de explicar eso de que la observasion altera el resultado debido a que ese inconveniente se aplica a casi todas las ciencias.
    Como podemos medir la presión de un capilar? bien podemos medir la presion de la arteriola aferente y de la venula eferente y sacamos una media.
    Quizas hay alguien que no confié es ese resultado y decida medir la presion exactamente en el capilar. Imaginemos el manomero más pequeñito que podamos, y suponiendo que se pueda colocar sin inconvenientes por una sonda en un capilar, se procede a medir la presión. El resultado a la vista de todos parecería ser la verdadera presion intracapilar, pero si se observa un poquito se puede deducir …………. que la sola introduccion del manometro ya altera la presión y los resultados no serían tan confiables.

    Ajá. Es alli que la observasion altera los resultados, ejemplificado a mi manera.

  13. lero lero esto es ciencia.

    la fisica cuantica o mecanica cuantica es una de las mas interesantes ramas de la fisica, esto es raro de por si ya que para ser rama deberian compartir sus leyes, lo que no es asi.
    pero aun asi esto no deja de ser muy pero muy interesante

  14. Osea al final lo que importa no es ni el gato ni el veneno ni la particula alfa ni el medidor de particulas ni nada,lo que el experimento indica esq en la mecanica cuantica las particulas o tienen un estado definido hasta…. que sea vean alteradas por un factor externo.
    Es decir los estados no existen en la plena esencia de las particulas, una particula se puede estar moviendo a como puede estar quieta, su estado es irrelevante.
    Menudo enredo, existo y no existo, cuando existo mis particulas estan ordenadas y tienen estado, cuando no existo mis particulas no estan definidas y no tienen estado somos pura energia, la diferencia entre estar vivo o muerto, amen.

  15. ¿Y que hacemos con las otras seis vidas del gato? ¿También se ven afectadas por esa dualidad? ¿O podemos repetir seis veces el experimento con el mismo gato?

  16. OJO, CON LO DE LA PISTOLA ES STEPHEN HAWKING, Y TIENE SU LÓGICA:

    La paradoja ha sido objeto de gran controversia (tanto científica como filosófica) al punto que Stephen Hawking ha dicho: «cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola», aludiendo al suicidio cuántico, una variante del experimento de Schrödinger.

    Suicidio cuántico

    En mecánica cuántica, se denomina suicidio cuántico a un experimento imaginario propuesto de manera independiente por Hans Moravec (1987) y Bruno Marchal (1988), y desarrollado por Max Tegmark en 1998.[1]

    El experimento trata de distinguir entre la interpretación de Copenhague y la teoría de los universos múltiples de Hugh Everett a través de una variación del experimento del gato de Schrödinger, consistente en mirar este último desde el punto de vista del gato.

    El experimento supone un hombre sentado con un arma que apunta hacia su cabeza. El arma es manipulada por una máquina que mide la rotación de una partícula subatómica. Cada vez que el hombre apriete el gatillo el arma se disparará dependiendo del sentido de la rotación de la partícula: Si gira en sentido horario el arma dispara, en sentido contrario no lo hace.

    Según la interpretación de Copenhague, con cada ejecución del experimento existe un 50 % de posibilidad de que el arma sea disparada y el hombre muera: eventualmente el experimentador morirá. La teoría de los universos múltiples, por su parte, plantea que cada ejecución del experimento divide el universo en dos: uno en que el hombre vive y otro mundo en que muere. Después de muchas series de la prueba, habrá muchos universos. En todos ellos menos en uno el hombre dejará de existir, pero siempre habrá un universo donde siga existiendo. Desde el punto de vista del hombre, por mucho que apriete el gatillo del arma esta nunca se disparará, toda vez que su conciencia seguirá existiendo en muchos de los universos. Esto último es lo que se denomina inmortalidad cuántica.

    FUENTE: http://es.wikipedia.org/wiki/Gato_de_Schr%C3%B6dinger

  17. Cada vez que leo sobre esta paradoja me quedo asombrado pensando como cosas "tan simples" pudieron moverle la Tierra a la fisica clasica que se pensaba casi perfecta.

    Ya que venimos tratando temas de fisica, propongo que hagas un articulo sobre el ejemplo de Einstein de los mellizos, uno se queda en la tierra mientras el otro sale en un viaje espacial…. jajaja aguante la relatividad!

  18. el gato se muere como sea: De hambre o por falta de aire. Y el observador se da cuenta de que se murio cuando empiece a apestar. YFIN.

  19. Hola! esta paradoja la conoci desde muy chico cuando lei "la llegada de los gatos cuanticos" de frederik Pohl…y le di mil vueltas en mi cabeza..
    solo q en el libro la particula tiene 50% de probabilidades de fision en ves d romper una ampolla con veneno.. me pregunto cual es el metodo q se imagino Schrödinger…

  20. Es realmente una tontería. El dispositivo tiene solamente dos posibilidades, o libera el martillo matando al gato, o no lo libera. Es imposible que lo libere y no lo libere al mismo tiempo. La particula subatómica puede estar en dos sitios al mismo tiempo pero el martillo no.
    Si me preguntan si el gato está vivo o está muerto, sencillamente la respuesta es un NO SÉ. No que está vivo y muerto al mismo tiempo.

  21. haber cerebrines os doy la respuesta que tanto habeis buscado, yo se si el gato esta muerto o vivo sin abrir la caja …………..la respuesta esta claro esta muerto el experimento fue en 1937 dejando otros aspectos aparte no hay ningun gato que sea tan longevo por lo tanto esta muertisimo.

  22. y por que lo hacen con gaticos …..que intenten meter a un tigre si tienen cojones o sino que se hubiera metido el mismo no te joe estos humanos…
    firmado colectivo maltrato gatuno s.a

  23. pensais demasiando con la mente, estos acertijos los llevan planteando los orientales hace cientos de años el rollo zen y todo eso que si es todo un sueño etc…
    lo cuantico va tambien de eso … y por mas que os estrujeis el cerebro no dareis con la respuesta de una manera logica y racional, si es que hay alguna pregunta que responder claro. Si un árbol cae en un bosque desierto, hace ruido? una pregunta antigua muy de actualidad.

  24. Yo sé cómo saber si el gato vive o muere sin tener que abrir la caja: con un sensor de calor fuera de la caja se mide la temperatura del gato, cuando esté frío significa que está muerto (claro que eso llevaría a otra paradoja de cuánto tiempo hay que esperar para saber si vive o muere). Caso MEDIO RESUELTO

  25. yo tengo una buena forma d saber si el pobre gatik esta medio morido (¡_¡), pongo una metralla que sera accionada por un dispositivo controlado por un ordenador, el cual recibira ordenes por un hardware de entrada detector del gas que libere la ampolla, creando una rafaga de 40 x segundo,entonces cvuando scuches el tiro sabras que esta muerto , al menos que las diminutas particulas del plomo de las rafagas de metralla considan perfectamente con los espacios libres de las microparticulas del gato, incluso pasando muy cerca los atomos de ambos cuerpos, logrando asi conocer la fisika cuantica a niveles macroscopikos, y entonces sera el super gato cuantiko, y yo conquistare el mundo, PERO DE IGUAL EL GATO MORIRA POR EL GAZ, JAJAJAJJAJ XD

  26. tienes un puto anuncio de vodafone que no deja leer el articulo y q no desaparece por mucho q le des a la x…saca esa puta bazofiaaaaaa

  27. Vamos a ver, creo que es una auténtica tontería y no hace falta un ejemplo tan sofisticado para explicar esa idiotez. Es como decir, en una partida de poker me falta el 4 para ganar y en el mazo quedan 10 cartas, el coupier coge la carta para ponerla boca arriba y me dice, ‘esta carta son todas las cartas del mazo pero no se sabe cual es hasta que no la voltee ya que si la volteo interactuamos con el sistema y rompemos la superposición. Pero si no la volteo, entonces esa carta son todas las cartas que hay en el mazo’. VAYAAA GILIPOLLEZZZZZZ, venga yo también quiero el premio nobel!!!

  28. Siempre que leo esto, me doy cuenta que hay cada día mas gente con ganas de perder el tiempo con experimentos que no llevan a ningún lado. Algunos tratando de hacer comentarios perspicaces que lo único que demuestran es lo superficiales e influenciables que son. Hoy me levanté mala onda! 😛

  29. He oído infinadad de estupideces pero esta se lleva la palma. De ser asi lo que el artículo afirma yo podría igualmente decir. Hago una primitiva y soy rico y pobre a la vez solo es cuestion de no ver los numeros que salen. Otra mas, mi hijo será presindente del gobierno, solo es cuestión de que nunca pueda saberse si lo fue o no y de esta manera mi hijo será y no sera presidente del gobierno. Anda que… menuda patraña nos han metido!

  30. Deberías citar la fuentes. Está muy feo eso de copipegar cambiando algunas fraes y añadiendo algunos giros sin citar la fuente. El artículo es muy bueno, lástima que no sea tuyo.
    Un saludo.

  31. Desde que se planteo este experimento se la ha hecho mucha publicidad en revistas de divulgación científica al gatozombie, vivo y muerto, esto por la curiosidad que despierta. de nuevo nos encontramos con el problema de como hacer la ciencia vendible. y el recurso es alimentar la curiosidad.

    La verdad es que Schrödinger quería demostrar que la física cuántica no definía la realidad cotidiana de los objetos grandes. señalando la imposibilidad de que un gato estuviese en estado de indeterminación. ya que un gato no es un cuanto como lo es el electrón.
    Y tenia razón, los intentos de construir un ordenador cuántico han demostrado que es la interacción con el entorno que que causa el colapso de onda.

  32. Desde que se planteo este experimento se la ha hecho mucha publicidad en revistas de divulgación científica al gatozombie, vivo y muerto, esto por la curiosidad que despierta. de nuevo nos encontramos con el problema de como hacer la ciencia vendible. y el recurso es alimentar la curiosidad.

    La verdad es que Schrödinger quería demostrar que la física cuántica no definía la realidad cotidiana de los objetos grandes. señalando la imposibilidad de que un gato estuviese en estado de indeterminación. ya que un gato no es un cuanto como lo es el electrón.
    Y tenia razón, los intentos de construir un ordenador cuántico han demostrado que es la interacción con el entorno que que causa el colapso de onda.

  33. A mi entender hay que dejar de preocuparse por el gato en sí y entender el significado, lo que realmente quiso decir Schrodinger. Creo que pretende demostrar como, de acuerdo al comportamiento de los electrones, de lo que está hecho todo en el Universo, existen todas las posibilidades al mismo tiempo. Depende del observador. Por ejemplo, en este momento existe una versión de mi feliz y una no feliz, yo elijo cuál es REAL. Se entiende??

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