¿Te suena el gato de Schrödinger? Recientemente, un equipo de investigadores del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck y del Instituto de Óptica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austriaca de Ciencias (ÖAW) ha logrado lo que han denominado el «estado caliente del gato de Schrödinger» en un material resonador superconductor de microondas.
Este avance implica que los físicos austriacos han podido observar fenómenos cuánticos en condiciones menos «ideales» y más accesibles que las temperaturas cercanas al cero absoluto. El estudio, que ha superado la revisión por pares, fue publicado en la revista Science Advances.
La paradoja del gato de Schrödinger
La física moderna se fundamenta en dos pilares principales, ambos establecidos en la primera mitad del siglo XX: la mecánica cuántica, que describe el comportamiento de ondas y partículas a escalas microscópicas, y la relatividad general, que explica la gravedad como una deformación del espacio-tiempo, la estructura cuatridimensional en la que existimos.
La mecánica cuántica introduce el concepto de «superposición», que se refiere a la capacidad de un sistema cuántico para existir en múltiples estados a la vez hasta que se realiza una medición. Este fenómeno se describe mediante una función de probabilidad conocida como «función de onda». Además, un sistema cuántico es altamente sensible a perturbaciones externas, especialmente a la observación: al ser observado, colapsa a un estado específico, y a partir de ese momento, cada variable solo tiene el valor que se midió. Este fenómeno es conocido como «colapso de la función de onda».
El físico austriaco Erwin Schrödinger utilizó una analogía famosa para ilustrar esta paradoja, comparando un sistema cuántico con un gato encerrado en una caja conectado a un mecanismo potencialmente mortal: si una sustancia se desintegra radiactivamente, el gato podría morir. Debido a que la desintegración es un fenómeno cuántico, el gato puede considerarse simultáneamente vivo y muerto hasta que alguien abra la caja y realice una medición.
Reproducción del experimento a gran escala
En 2023, este análisis fue replicado a escala macroscópica por un equipo de la Universidad de Zúrich, donde el gato fue sustituido por un cristal oscilante y la sustancia radiactiva por un circuito superconductor. El dispositivo que conecta el gato con la sustancia radiactiva fue reemplazado por un material piezoeléctrico que genera un campo eléctrico al oscilar. Los investigadores encontraron que el cristal realmente oscila en dos direcciones diferentes al mismo tiempo, es decir, se encuentra en una superposición de estados hasta que se mide, lo que provoca el colapso del sistema a uno de los estados posibles.
Investigaciones previas sobre la paradoja
La paradoja del gato de Schrödinger ha sido objeto de estudio desde diversas perspectivas. En 2024, investigadores chinos lograron enfriar 10,000 átomos de iterbio a temperaturas apenas superiores al cero absoluto, atrapándolos con luz láser y creando un sistema con una superposición de diferentes estados cuánticos que se mantuvo estable durante 23 minutos.
Recientemente, otro grupo de científicos encerró un átomo de antimonio, un elemento pesado cuyo espín nuclear puede adoptar ocho direcciones diferentes, comparándolo con «un gato de Schrödinger con siete vidas», en un chip de silicio similar a los que se utilizan en dispositivos electrónicos. Además, un estudio de 2019 demostró que es posible anticipar y predecir si un salto cuántico ocurrirá en un sistema físico, lo que implica que se puede prever si el «gato» está a punto de morir y, potencialmente, salvarlo.