El gat de Schrödinger

Erwin Schrödinger va néixer el 12 d’agost de l’any 1887, i va morir el 4 de gener de l’any 1961. Schrödinger va ser un famós físic teòric que va ser Premi Nobel de física l’any 1933, per la famosa equació que porta el seu nom: Equació de Schrödinger. Aquesta equació plantejava l’evolució d’una partícula subatòmica de naturalesa ondulatòria i no relativista.

Aquesta equació és més coneguda popularment com «El gat de Schrödinger», que és un experiment mental que Schrödinger va dur a terme i que ens permet entendre certs aspectes de la mecànica quàntica.

Amb aquest experiment mental, Schrödinger ens intenta explicar el funcionament de la mecànica quàntica, que pot ser molt estrany en certs aspectes.

L’experiment és aquest: dins d’una caixa hi ha un gat, un flascó amb un gas verinós, un dispositiu que conté una partícula radioactiva, i un martell. Durant una hora, la partícula radioactiva té un 50% de probabilitats de desintegrar-se, i les mateixes probabilitats que no es desintegri. Si es desintegra, posarà en marxa un sistema que farà caure el martell, que trencarà el flascó que conté el gas verinós, i el gat morirà. Si la partícula no es desintegra, no posarà en marxa cap sistema, tot quedarà igual que al principi de l’experiment, i, per tant, el gat sobreviurà.

Al cap d’una hora, s’hagi desintegrat o no la partícula radioactiva, hi ha el 50% de possibilitats que el gat estigui viu i l’altre 50% que no ho estigui. Abans d’obrir la caixa, nosaltres pensem que el gat està definitivament, o viu, o mort. Però, des del punt de vista de la mecànica quàntica, la definició correcta, en aquell moment, de la funció d’ona del gat (és a dir, del seu estat), és que està viu i mort a la vegada. Aquest fenomen s’anomena superposició, i és refereix, en aquest cas, a la superposició dels estats viu i mort. Així doncs, des del punt de vista de la mecànica quàntica, cada objecte està en tots els estats al mateix temps, o pren totes les decisions al mateix temps. Això s’explica gràcies a que sabem que els electrons poden estar a dos llocs al mateix temps, podent ser detectats pels dos receptors i donant a entendre que el gat està viu i mort a la vegada. És a dir, fins que no obrim la caixa, el gat és viu i mort alhora, però, és quan un observador intervé que només quedarà una opció, a l’haver pertorbat la funció d’ona, i només quedarà una de les dues opcions, és a dir, viu, o mort.

En una visualització clàssica, el gat està o viu o mort abans d’obrir la caixa, el que passa és que nosaltres no ho sabem. En canvi, en la descripció quàntica, el gat es troba en una superposició dels estats viu i mort, fins que intervé un observador. Quan l’observador obre la caixa, es produeix un col·lapse de la funció d’ona que és irreversible i només queda una opció de les dues.