No podía faltar en esta pequeña serie de artículos sobre mecánica cuántica básica la referencia al famoso experimento mental, comúnmente conocido como el del gato de Schrödinger y que también ha dado lugar a unas cuantas tonterías.

Afortunadamente (para el gato, más que nada), Erwing Schrödinger no tuvo que probarlo en la realidad y el hombre se conformó con imaginarlo. Recordemos brevemente el asunto:

Se trata de poner en el interior de una caja opaca y cerrada un átomo de un material con núcleo inestable, y que un protón se desintegra en un neutrón, un electrón y un antineutrino (desintegración beta negativa) en un tiempo medio de T segundos.

Pondremos también un detector de electrones, de tal modo que cuando el núcleo del átomo se desintegre, el chisme detecte al electrón saliente y abra la tapa de un frasco de veneno gaseoso (y capaz de matar gatos).

Pongamos también un gato, la raza no es relevante para el experimento, dentro de la caja (con sardinas, para que se esté quieto un rato y no nos fastidie al átomo ni al detector) y esperemos un tiempo T.

El experimento, en el fondo, lo que trata de hacer es que los fenómenos cuánticos tengan un reflejo "medible" en nuestro mundo de cosas más grandes.

La intuición nos dice que transcurrido el tiempo T, si abrimos la caja, tenemos un 50% de posibilidades de encontrar al gato vivo y otro 50% de encontrarlo muerto (si esperamos además un poco para que el veneno haga su efecto).

Hasta aquí todo bien; el gato o bien está vivo o bien está muerto pero evidentemente, no las dos cosas a la vez. Parece sencillo ¿no?. Pues no: Primero voy a dar yo mi interpretación y después veremos alternativas; algunas de lo más tonto y otras no tanto.

Mi interpretación: Asociada al electrón que sale disparado del núcleo, existe una función de onda de probabilidad (también asociada a cada una de las partículas que componen al gato, la caja, el detector, etc, pero no son relevantes para el experimento). Esta función de onda contempla todas las posibilidades de lo que puede hacer el electrón; entre otras cosas: salir disparado o bien ni tan siquiera existir (el pobre sale de un neutrón que merced a la fuerza débil es convertido en un positrón, un electrón y un antineutrino; lo que deben de disfrutar los quarks en el proceso). Sin embargo, dicha función de onda no es mas que una densidad de probabilidad; esto no quiere decir que el electrón, en cuanto partícula,  tome ambas alternativas SIMULTANEAMENTE, aunque como onda puede hacerlo.

El electrón será expulsado (o no, que diría un presidente de gobierno) en un tiempo T, es decir, el electrón como partícula existirá y pondrá en marcha el mecanismo del detector, veneno y demás con un 50% de posibilidades y con otro 50% no existirá como partícula y no pondrá nada en marcha. Y eso es todo, fin de la historia. Veamos ahora interpretaciones "raras":

La interpretación de Copenhage: El tema es largo, pero se basa en que experimento y el observador tienen una fuerte relación de dependencia y que no puede existir el uno sin el otro. De ahí la famosa frase de Einstein: "La Luna no desaparece porque yo deje de observarla". Es de sobra conocido que Einstein siempre se opuso a esta interpretación y, más aun, se opuso a la interpretación probabilistica de la ecuación de ondas ("Dios no juega a los dados", que decía él). También se habla mucho del "colapso" de la función de onda en el proceso de medida. Particularmente, yo estoy de acuerdo con la primera opinión de Einstein: Los objetos existen independientemente de que se les observe, aunque no estoy de acuerdo con la segunda: La función de onda ES una densidad de probabilidad.

En cuanto a lo del "colapso", no es mas que una forma poética para nombrar al hecho de calcular el módulo al cuadrado de la ecuación de Schrödinger (o su equivalente con correcciones relativistas introducida por Dirac).

Los humanos, no creo que tengamos capacidades telekinéticas ni nada parecido, así que el hecho de observar (sólo observar, nada de torpezas como romper tubos de ensayo y tal) no creo que tenga nada que ver en el resultado de un experimento, a no ser que los electrones se pongan nerviosos con nuestra presencia, que todo puede ser.........Ya, ya se que soy un hereje por no hacer ni caso de los buenos chicos de Copenhague.

La interpretación de universos paralelos: Según esta interpretación, con cada posibilidad que nos da la función de onda, se crea un nuevo Universo, de tal forma que en un Universo habrá un gato vivo (y nosotros aliviados) y en otro paralelo existirá una versión del gato muerto (y de nosotros afligidos).

Vamos a ver, seamos serios. ¿A alguien le ha dado por calcular cuantos universos se crearían en un sólo segundo?. No vamos a hacer números, pero vamos a marearnos un poco: Pensemos sólo en la cantidad de átomos que puede contener el Sol (el resto del sistema solar es pecara minuta). Ahora, multipliquemos por el número medio de protones y neutrones de cada átomo. Al número que nos salga, lo multiplicamos por el número de quarks (tres por fermión). Multipliquemos también el número medio de átomos por el número medio de electrones que tendrá cada uno de ellos (los que tengan, que en el Sol andan viudos) y sumemos todos estos números (en la calculadora del móvil no cabe, ni se intente).

Bien, ahora multipliquemos por el número de estrellas de la galaxia; creo que andaba la cosa sobre unos 100.000 millones en el último recuento. Ahora multipliquemos la cifra anterior por el número de galaxias en el Universo observable (otro número que da miedo).

Todo bien hasta ahora; sigamos: Cada una de estas partículas tiene su propia función de onda y, dependiendo de lo que hagan, las alternativas sólo para cada partícula son casi infinitas.....¿De verdad nos podemos creer que el Universo se divide a sí mismo con cada alternativa de la función de onda para cada una de las partículas del Universo?.

Bueno, podemos echar mano de la interpretación de Copenhage y decir: No, hombre, el Universo sólo se escinde en cada experimento en el que exista un observador humano y que, a fin de cuentas, no hay tantos que simultáneamente estén jugando con átomos radioactivos y gatos ¿no?.

A mi entender, esta interpretación cae por su propio peso por dos motivos:

a) Da por hecho que el mundo sólo existe cuando es observado por un experimentador. ¿Sólo humano o los extraterrestres también valen?. Los bichos que no piensan no cuentan (los delfines aun no saben como poner un átomo radioactivo en el centro de una caja y que se mantenga sujeto). Si esto fuera así, el Universo no existe fuera de nosotros, es decir, es una idea mental (que los filósofos me busquen a qué corriente de pensamiento pertenece esa afirmación).

b) La Naturaleza se caracteriza por la economía de medios; no parece que tenga mucho sentido que se estén creando Universos a cada momento como quien hace churros (bueno, mucho más deprisa en realidad). ¿De dónde saldría la energía para esto?. Del vacío dirían algunos, pero eso ya es otra historia.

No entro en más interpretaciones, que las hay, y nos quedamos sólo con estas dos. En cualquier caso, dicha interpretación no pertenece al campo de la Ciencia: No puedo someter a experimentación las afirmaciones anteriores, por lo que desde un punto de vista científico, son absolutamente irrelevantes.

La física cuántica sólo nos puede decir qué probabilidades hay de que nuestras medidas sean estas o aquellas. En el caso del movimiento de una partícula, nos puede decir cual es la probabilidad de que dicha partícula esté en un sitio determinado pero no tiene nada que decir acerca de la trayectoria que la partícula ha seguido realmente para ir de un punto a otro. Ojito, esto no quiere decir que las ecuaciones sean caóticas o indeterminadas: La ecuación de Schrödinger es tan causal como la ecuación de Newton que relaciona la fuerza con la masa y la aceleración, pero no es masa o aceleración lo que nos da la ecuación, sino probabilidades. 

En fin, que todo esto está muy bien y es un filón para películas y novelas de Ciencia Ficción, pero con ello ni se aprende física ni cómo funciona el mundo, creo......