El físico austriaco Erwin Schrödinger
es uno de los fundadores de la mecánica cuántica,
pero es más famoso por algo que en realidad nunca lo hizo:
un experimento mental que implica un gato.
Se imaginó poner a un gato en una caja sellada
con un dispositivo que tiene un 50% de probabilidades
de matar al gato en la siguiente hora.
Al final de esa hora, pregunta: "¿Cuál es el estado del gato?"
El sentido común sugiere que el gato está vivo o muerto,
pero Schrödinger señaló que según la física cuántica,
justo antes de abrir la caja,
el gato está a partes iguales vivo y muerto,
al mismo tiempo.
Es solo cuando se abre la caja que vemos un solo estado definido.
Hasta entonces, el gato es una borrosa definición de probabilidad,
una mitad una cosa y otra mitad la otra.
Esto parece absurdo, que era el punto de Schrödinger.
Encontró la física cuántica tan filosóficamente inquietante,
que abandonó la teoría que había ayudado a crear
y pasó a escribir de biología.
Por absurdo que pueda parecer, el gato de Schrödinger es muy real.
De hecho, es esencial.
Si los objetos cuánticos no pudieran estar en dos estados a la vez,
la computadora que usas para ver esto no podría existir.
El fenómeno cuántico de la superposición
es una consecuencia de la naturaleza dual de partícula y onda de todo.
Para que un objeto tenga una longitud de onda,
debe extenderse sobre alguna región del espacio,
es decir que ocupa muchas posiciones al mismo tiempo.
La longitud de onda de algo limitado a un pequeño espacio
no puede ser perfectamente definida.
Por tanto, existe en muchas longitudes de onda diferentes al mismo tiempo.
No vemos las propiedades ondulatorias de los objetos cotidianos
porque la longitud de onda disminuye a medida que aumenta el impulso.
Y un gato es relativamente grande y pesado.
Si tomamos un solo átomo y lo inflamos hasta el tamaño del Sistema Solar,
la longitud de onda del gato escapándose del físico
sería tan pequeña como un átomo dentro de ese sistema solar.
Es Indetectable, así que nunca veremos el comportamiento de onda de un gato.
Pero algo pequeño, como un electrón,
puede mostrar evidencia drástica de su naturaleza dual.
Si disparamos electrones, uno a uno,
hacia dos ranuras estrechas en una barrera,
se detecta el electrón en el otro extremo en un solo lugar
en un momento específico, como una partícula.
Pero si se repite esto muchas veces
y se siguen todas las detecciones individuales,
verás un patrón característico del comportamiento de las ondas:
un conjunto de rayas, regiones con muchos electrones
separados por regiones donde no los hay para nada.
Si bloqueas una de las rendijas, las rayas desaparecen.
Esto muestra que el patrón es resultado
de que cada electrón pasó ambas rendijas al mismo tiempo.
Cada electrón no elije ir a la izquierda o a la derecha
sino a la izquierda y la derecha al mismo tiempo.
Esta superposición de estados
también nos lleva a la tecnología moderna.
Un electrón cerca del núcleo de un átomo
existe en un ancho de longitud de onda.
Pon dos átomos muy juntos
y los electrones no tienen que escoger un solo átomo
sino que se comparten entre ellos.
Así es como se forman algunos enlaces químicos.
Un electrón en una molécula
no está solo en el átomo de A o el B, sino en A + B.
Al ir agregando más átomos, los electrones se propagan más,
compartiendo un gran número de átomos al mismo tiempo.
Los electrones en un sólido no están vinculados a un átomo concreto
sino que son compartidos entre todos,
extendiéndose sobre un amplio espacio.
Esta superposición gigantesca de estados
determina las formas como los electrones se mueven a través del material,
sea un conductor, un aislante o un semiconductor.
Entender cómo se comparten los electrones entre los átomos
permite controlar con precisión las propiedades
de los semiconductores, como el silicio.
Combinar diferentes semiconductores correctamente
nos permite hacer transistores a una muy pequeña escala,
millones en un solo chip de ordenador.
Esos chips y su propagación de electrones
alimentan el ordenador que estás utilizando para ver este video.
Una vieja broma cuenta que el Internet existe
para poder intercambiar vídeos de gatos.
Sin embargo, en un nivel muy profundo, Internet debe su existencia
a un físico austríaco y su gato imaginario.