Un gato de Schrödinger que vive en dos cajas
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«El gato de Schrödinger» es el nombre de una popular paradoja que ilustra el principio de superposición de estados de la Física Cuántica. El felino se halla en una habitación cerrada donde hay una botella de gas letal que puede romperse con una probabilidad del 50% gracias a un mecanismo radiactivo. La paradoja consiste en que, según este principio, antes de abrir la puerta de la habitación el gato está vivo y muerto a la vez. En el acto de observar al gato se define su estado: vivo o muerto. Esto significa que el observador determina la realidad observada. Lo cual constituye un escándalo para la Física Clásica cuyo objetivo es la descripción y explicación de los fenómenos naturales tal cual son en «sí mismos».
Cuando los físicos cuánticos viven en el mundo cotidiano del lector, comparten la visión ordinaria de que las cosas «son como son». Pero cuando entran en un laboratorio dedicado a la exploración del mundo microscópico deben de hacer un «acto de fe cuántica» para aceptar los resultados de los experimentos que contradicen nuestras creencias cotidianas.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Yale, liderado por el profesor Cheng Wang, ha realizado recientemente un experimento que lleva más lejos la paradoja de Schrödinger. Los resultados aparecieron la semana pasada en la revista Science en un artículo titulado «A Schrödinger cat living in two boxes», cuya traducción al español sería «Un gato de Schrödinger que vive en dos cajas». Según estos autores se trata de un supergato cuántico capaz de estar en dos cajas separadas y que se halla en el estado de vivo/muerto descrito anteriormente.
Sin embargo, si solamente nos quedáramos con la interpretación que se deriva del título elegido por los autores, nos perderíamos el verdadero significado del experimento. Esto sería equivalente a «dar gato por liebre». Es decir, la apetitosa liebre para los científicos no es el desdichado gato de cuya paradoja hemos hablado. Por el contrario, lo más interesante del experimento es el «entrelazamiento«, un concepto que Erwin Schrödinger identificó en 1935 como el rasgo que diferencia la Física Cuántica de la Física Clásica.
Efectivamente, el experimento de Yale se puede interpretar como el entrelazamiento de dos gatos cuánticos, cuyos estados respectivos son idénticos. Esto significa que cuando un observador comprueba que un gato está vivo (o muerto), sabe que el otro gato también está vivo (o muerto) necesariamente. Esta relación tan estrecha ha inducido probablemente al grupo de Yale a elegir un título que lamentablemente enfatiza la presencia de un solo gato en lugar de referirse al entrelazamiento entre dos gatos.
Cuando hablamos de gatos en nuestros ejemplos en realidad nos referimos a estados de luz formados por la superposición coherente de unas decenas de fotones encerrados en cajas separadas por una cierta distancia. La existencia de estos gatos electromagnéticos y sobre todo el entrelazamiento entre los gatos, conseguido por el grupo de investigadores de la Universidad de Yale, ofrece una prometedora ruta para la comunicación y la computación cuántica, que son dos retos científicos y tecnológicos que posiblemente marcarán el devenir del siglo XXI.
Fuente: abc.es, por Germán Sierra Rodero/Profesor de investigación del Instituto de Física Teórica UAM-CSIC