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1 de Marzo de 2013
Física cuántica

Efectos cuánticos macroscópicos

¿Puede observarse la superposición de estados en sistemas físicos de gran masa y tamaño? Un nuevo campo de investigación podría ayudar a resolver una cuestión sobre la que ya debatieron Einstein y Schrödinger.

Daniela Leitner/Spektrum der Wissenschaft

En síntesis

El «gato de Schrödinger», una aparente paradoja concebida en los años treinta, ha ocupado durante decenios a físicos y filósofos con la siguiente pregunta: ¿puede un objeto macroscópico no observado hallarse en una superposición cuántica de estados? ¿Puede un gato estar vivo y muerto al mismo tiempo?

Bajo esta pregunta subyace el problema de la medida. Al efectuar una medición sobre un sistema cuántico descrito por una superposición de estados, la función de onda «colapsa» hacia un único resultado de entre todos los posibles. ¿Qué principios rigen esa interacción entre lo cuántico y lo macroscópico?

Durante los últimos años se han logrado avances notables en la carrera experimental para observar efectos cuánticos en sistemas físicos de grandes dimensiones. Las respuestas que nos depare este campo de investigación afectarán de manera fundamental a nuestra concepción de la realidad física.

«Querido Schrödinger, eres la única persona con la que realmente me agrada discutir.» En abril de 1935, Albert Einstein dirigía desde California estas palabras a su amigo Erwin Schrödinger, quien por aquel entonces trabajaba en el Colegio Magdalen de la Universidad de Oxford. Con esta carta, los físicos comenzaron una discusión sobre uno de los aspectos básicos de la interpretación de la mecánica cuántica: ¿qué nos dice la función de onda sobre el mundo físico?

En 1926, el físico vienés había introducido la función de onda como uno de los objetos matemáticos fundamentales de la teoría cuántica. Junto con la expresión que hoy conocemos como ecuación de Schrödinger, la función de onda permite calcular la probabilidad futura de obtener un resultado u otro al efectuar una medición sobre un sistema físico. Pero ¿describe dicha función algo que realmente existe? ¿O se trata más bien de un recurso matemático —un «catálogo de valores esperados», en palabras de Schrödinger— sin conexión directa con la realidad? La discusión llevó al austríaco a concebir el famoso experimento mental en el que un gato sometido a una trampa cuántica se hallaría vivo y muerto al mismo tiempo. El ejemplo propuesto por Schrödinger hace transparente la pregunta de hasta qué punto las leyes de la mecánica cuántica se aplican a los objetos macroscópicos de nuestra experiencia cotidiana.

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