Cómo explicar física cuántica con un gato zombi

Contenidos
  1. El gato de Schrodinger explicado como si tuviera cinco años
  2. ¿Cómo se explica la física cuántica a un niño?
  3. ¿Qué es la física cuántica en términos sencillos?
    1. Explicación del experimento del gato de Schrödinger
    2. Significado de las placas de Schrödinger
    3. Psicología del gato de Schrödinger

El gato de Schrodinger explicado como si tuviera cinco años

Me gustó tanto Desayuno con Einstein que le hice una reseña, que puedes ver en la imagen de arriba. ¿Por qué me gustó? Porque explora el ámbito esotérico de la física cuántica, aquí, en el mundo cotidiano. Aquí está el autor, Chad Orzel, para profundizar en todo ello.

La mecánica cuántica es una de las teorías más sorprendentes de toda la ciencia, llena de cosas que cautivan la imaginación: gatos zombis, dados divinos, acciones fantasmagóricas a grandes distancias. Sin embargo, quizá lo más asombroso de todo es que a nosotros nos parece raro.

Probablemente resulte extraño, porque la física cuántica es muy extraña, pero de eso se trata. Son los principios fundamentales que rigen el comportamiento de todo lo que existe en el universo y, sin embargo, van completamente en contra de nuestra intuición sobre cómo funciona el mundo. Si estas son las reglas básicas que subyacen a todo, ¿no deberían tener sentido? ¿Cómo es posible que todo el universo se comporte según leyes estrictamente cuánticas y, sin embargo, no seamos intuitivamente conscientes de ello?

¿Cómo se explica la física cuántica a un niño?

La física cuántica es el estudio de cosas que son muy, muy pequeñas. Esta rama de la ciencia investiga el comportamiento de la materia y las actividades que tienen lugar en el interior de los átomos para dar sentido a las cosas más pequeñas de la naturaleza.

¿Qué es la física cuántica en términos sencillos?

La física cuántica es el estudio de la materia y la energía en su nivel más fundamental. Su objetivo es descubrir las propiedades y el comportamiento de los componentes básicos de la naturaleza. Aunque muchos experimentos cuánticos examinan objetos muy pequeños, como electrones y fotones, los fenómenos cuánticos nos rodean y actúan a todas las escalas.

Explicación del experimento del gato de Schrödinger

El experimento mental del gato de Schrödinger. [Fuente de la imagen: Por Dhatfield - Obra propia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4279886]En los años 20 y 30 del siglo pasado, los físicos especularon sobre el colapso de la función de onda. ¿Qué ocurrió al detectar la partícula subatómica que puso fin a la evolución del comportamiento ondulatorio del fotón? ¿Qué hizo que se transformara en una partícula con una posición específica? Mientras las matemáticas de la función de onda decían que la "onda fotónica" debía seguir evolucionando, los experimentos demostraron que, en cambio, adoptaba una posición específica, peor aún, una posición que no se podía predecir. En el mismo montaje experimental, las partículas que pasaban por el experimento adoptaban posiciones diferentes, aparentemente aleatorias. La función de onda sólo calculaba la distribución total de las posiciones de las partículas.

En realidad, las matemáticas decían aún más. La función de onda tiene una propiedad matemática llamada "linealidad". Esta propiedad significa que cuando la superposición de fotones interactúa con la placa fotográfica, la superposición debería "infectar" la placa fotográfica. La placa fotográfica se correlaciona con el fotón. Debería, ella misma, entrar en una superposición como el fotón.

Significado de las placas de Schrödinger

La historia del gato más famoso de la física es conocida por muchos, pero ¿cuál es la historia interior de un felino tan exigente que requiere su propio universo y cómo ilustra la "rareza" del mundo cuántico?

La historia del gato más famoso de la física es conocida por muchos, pero ¿cuál es la historia interior de un felino tan exigente que requiere su propio Universo, y cómo ilustra la "rareza" del mundo cuántico? (Robert Lea)

De todos los elementos contraintuitivos de la física cuántica presentados al público desde su creación a principios del siglo XX, es muy posible que la idea de que un sistema pueda ser dos (o más) cosas contradictorias a la vez sea la más desafiante.

Sin embargo, por infinita que pueda ser una función de onda, eterna no es. El hecho de realizar una medición en el sistema en cuestión parece provocar el colapso de la función de onda, algo para lo que aún no existe una descripción física o matemática. Sin embargo, hay interpretaciones de lo que ocurre que llegan al corazón mismo de la realidad.

Psicología del gato de Schrödinger

Aunque muchos experimentos cuánticos examinan objetos muy pequeños, como electrones y fotones, los fenómenos cuánticos nos rodean y actúan a todas las escalas. Sin embargo, es posible que no podamos detectarlos fácilmente en objetos más grandes. Esto puede dar la impresión errónea de que los fenómenos cuánticos son extraños o de otro mundo. De hecho, la ciencia cuántica colma lagunas en nuestro conocimiento de la física para ofrecernos una imagen más completa de nuestra vida cotidiana. Los descubrimientos cuánticos se han incorporado a nuestra comprensión fundacional de los materiales, la química, la biología y la astronomía. Estos descubrimientos son un valioso recurso para la innovación, dando lugar a dispositivos como el láser y los transistores, y permitiendo avances reales en tecnologías antes consideradas puramente especulativas, como los ordenadores cuánticos. Los físicos están explorando el potencial de la ciencia cuántica para transformar nuestra visión de la gravedad y su conexión con el espacio y el tiempo. La ciencia cuántica puede incluso revelar cómo todo en el universo (o en múltiples universos) está conectado con todo lo demás a través de dimensiones superiores que nuestros sentidos no pueden comprender.

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