¿Qué es el experimento del gato de Schrodinger? ¿Alguien puede explicarlo en términos simples?

Es un experimento mental ideado por Erwin Schrodinger para explicar cómo es tratar con aquellos que no son buenos e … e … electrones.

Así que pones un gato en una caja (lo suficientemente grande como para que pueda respirar y ser feliz) y también pones una bomba que puede explotar en cualquier momento (usó una sustancia radiactiva, pero eso no es importante) Lo importante es que la explosión de la bomba debe ser impredecible. Y digamos que sin abrir la caja es imposible saber qué sucede dentro de ella (si la bomba ha explotado o no).

Ahora imagina que tienes esa caja en la mano y te pregunto, ¿qué te parece? ¿El gato está vivo o muerto?
Respondirías inocentemente diciendo “bueno, si la bomba no ha explotado, el gato está vivo y pateando, pero si lo ha hecho, el gato está adiós …” y esperarías a que te palmee la espalda por tu sabia respuesta.

Lamentablemente, Schrodinger dice que eso no es cierto. De hecho, a menos que abras la caja, la naturaleza realmente no ha elegido si la bomba debería explotar y matar al gato o si no debería hacerlo y mantener al gato vivo. Entonces dentro de la caja tenemos un y obtenemos esta “SUPERPOSICIÓN” de los dos. Lo que significa que el gato está vivo y muerto, y la bomba ha explotado y no. Puedes decir que es una locura. Pero así es y tenemos EVIDENCIA EXPERIMENTAL para esto. Es solo cuando abres la caja, obligas a la naturaleza a tomar una decisión.
Ahora, ¿esto realmente le sucede a un gato? NO
necesitas condiciones puramente impredecibles para eso, que solo es posible a escala cuántica como, por ejemplo, los electrones.

Comencemos con lo que realmente dijo sobre el experimento. De su artículo de 1935, http://materias.df.uba.ar/f4Aa20

  • Incluso se pueden establecer casos bastante ridículos. Un gato está encerrado en una cámara de acero, junto con el siguiente dispositivo (que debe estar asegurado contra la interferencia directa del gato): en un contador Geiger hay una pequeña cantidad de sustancia radiactiva, tan pequeña, que tal vez en el curso de la hora uno de los átomos decae, pero también, con igual probabilidad, tal vez ninguno; Si esto sucede, el tubo contador se descarga y, a través de un relé, libera un martillo que rompe un pequeño matraz de ácido hidrocianico. Si uno ha dejado todo este sistema solo durante una hora, se podría decir que el gato todavía vive si, mientras tanto, ningún átomo se ha descompuesto. La función psi de todo el sistema lo expresaría al tener en él al gato vivo y al muerto (perdón por la expresión) mezclado o manchado en partes iguales.

Tenga en cuenta que Schrödinger llama a esto un “caso bastante ridículo”.

¿Qué necesitamos agregar a estas palabras para ponerlo “en términos simples”?

Existe una expresión matemática, una ecuación que reemplaza algunos de los contenidos de la física clásica, que se puede utilizar para anotar el estado actual de algunas características significativas de un sistema (en este caso, la cámara de gas de Schrödinger) y, además, se puede utilizar para predecir la forma en que este sistema evolucionará o cambiará de manera regular a través del tiempo. Los humanos están acostumbrados a tener abstracciones de la experiencia ordinaria a escala humana que nos dicen con mucha precisión cosas como la trayectoria de un proyectil de cañón. No estamos acostumbrados a tener abstracciones que nos digan que hay un factor en la “trayectoria” de eventos como el que establece Schrödinger que no son el tipo de condiciones de causa y efecto a las que estamos acostumbrados, sino que en su lugar solo díganos que hay una probabilidad de que algo suceda con el resultado A, una probabilidad de que algo suceda con el resultado B, y así sucesivamente. Al menos en este caso solo tenemos que preocuparnos por A (las fisiones de uranio) y B (el uranio no es fisión). Pero tenemos esa incertidumbre atrapada en el medio de nuestra trayectoria de eventos. Si cerramos la cámara de gas, no sabemos qué sucede dentro hasta que abrimos la cosa. No importa que el gato observe cuándo y si el contador Geiger emite un pitido, el martillo solenoide golpeó el vial, el vial se rompió. No importa que desde el exterior pudiéramos escuchar el golpe del martillo porque nadie se molestó en poner aislamiento acústico. Schrödinger está haciendo un experimento mental, una historia de enseñanza si lo desea, y solo quiere aclarar que si pudiéramos hacer esto y de alguna manera hacer que esta analogía funcione, entonces tendríamos una predicción que indica que el gato está vivo con 50 % de probabilidad y que está muerto con 50% de probabilidad, y que esta condición indeterminada o manchada representada por el modelo matemático llamado Ecuación de Schrödinger terminará cuando “la función de onda colapse”, o cuando la parte aislada de la realidad dentro de la cámara de gas “decida” si el uranio se ha fisionado o no. La función de onda “colapsará” o la parte aislada de la realidad “decidirá” solamente, de acuerdo con una interpretación bastante solipsista, cuando un ser sensible mira la cámara de gas abierta y tiene que ver un gato vivo o un gato muerto.

Una alternativa a esta secuencia contraintuitiva o, como lo llama Schrödinger, una secuencia ridícula de eventos que ocurre fuera del flujo normal del tiempo, es mantener que existen variables ocultas que nos permitirían predecir si las fracciones de uranio o no y eso determinar si las fracciones de uranio o no. Entonces, de acuerdo con esta idea de un universo que contiene variables ocultas, el destino del gato fue un acuerdo hecho desde el principio, tal vez tan pronto como el experimentador se decidió por una pequeña muestra de uranio. Esto se debe a que había una variable oculta que aseguraba que la muestra de uranio con fisión o no fisión durante la hora en que se realizó el experimento.

Si la observación por parte de una mente es tan importante, ¿sería diferente el experimento si reemplazáramos a un gato por un humano? No tendríamos que matar al pobre hombre, solo rociarlo con pintura de color de muerte si el contador de geiger se apaga. Si el contador geiger se disparó, y si se activó un solenoide, abriendo una válvula en la lata de pintura en aerosol, ¿no estaría el humano cubriendo sus ojos cuando la pintura lo golpeó? Pero trate de imaginar cómo sería para el sujeto experimental si estuviera libre de pintura y cubierto de pintura al mismo tiempo.

Para mí, habría tenido mucho más sentido si Schrödinger se hubiera limitado a situaciones en las que hay algo así como un electrón con giro en sentido horario y antihorario. Imaginar eso es tan desafiante para mí como lo es imaginar a un tipo empapado simultáneamente de pintura y que tampoco lo pintó en absoluto.

Ahora que lo pienso, ¿por qué alguien debería creer en la determinación de la indeterminación?

Imagine un gas tan mortal que el valor de un átomo mataría a un gato, o más bien el valor de un electrón. La forma en que esto es irrelevante, pero durante un cierto período de tiempo, existe una probabilidad del 50/50 de que eventos aleatorios, cuánticos y atómicos desencadenen la muerte del gato.

Según los “resultados” del experimento, * no * conocemos el destino del gato hasta que abrimos la caja cerrada donde está atrapado, porque en realidad, el gato está en todos los estados posibles hasta que lo observamos.

Casi toda la teoría cuántica y la computación cuántica se basan en el supuesto mencionado anteriormente, incluido el valor de un qbit en la computación qauntum, que es 1 / “cat”.

  1. Tengo entendido que es un laico en lugar de un experto en mecánica cuántica. Con esa advertencia, entiendo que en nuestro mundo cotidiano newtoniano las cosas están vivas o muertas, existencia o no existencia, pero en un mundo cuántico las cosas no funcionan de esa manera ya que ambos estados pueden existir al mismo tiempo. Si eso es cierto, pero no vemos cosas como gatos vivos y muertos al mismo tiempo, ¿qué hace que un gato, o cualquiera, uno u otro? La hipótesis más aceptada es que nuestra observación del gato lo congela en un estado u otro. Schrodinger estaba ridiculizando esta resolución de la paradoja, pero los cálculos matemáticos posteriores sugieren que eso es lo que sucede.