Desde 1935 hay un gato que ha dejado atónitos a científicos de todo el mundo: el de Schrödinger, que está dentro de una caja y que (como no podemos abrirla porque eso supondría forzarlo a vivir o a morir) está vivo y muerto al mismo tiempo. Ahora hallaron la forma de «verlo» sin modificar su estado.
El gato de Schrödinger representa el misterioso comportamiento de las partículas subatómicas que existen en una superposición de diferentes estados a la vez. Según un estudio publicado en la revista científica New Journal of Physics, los científicos hallaron una forma que permitirá corroborar el estado del gato sin forzarlo a vivir o a morir.
«Normalmente pensamos que no cuesta nada mirar», señaló el autor líder del estudio Holger F. Hofmann, profesor asociado de física de la Universidad de Hiroshima en Japón. «Eso no es correcto. Para mirar, hay que tener luz, y la luz cambia el objeto», completó. Esto se debe a que incluso un solo fotón de luz transfiere energía desde o hacia el objeto que está viendo.
Hofmann y Kartik Patekar, del Instituto Indio de Tecnología de Bombay, se preguntaron si había una manera de mirar dentro de la caja y descubrir si el gato está vivo o no sin «pagar el precio» de la curiosidad. Juntos desarrollaron un marco matemático que separa la interacción inicial (mirar al gato) de la lectura (saber si está vivo o muerto).
«Nuestra principal motivación fue observar muy de cerca la forma en que se realiza una medición cuántica», dijo Hofmann a Live Science. «Y el punto clave es que separamos la medición en dos pasos», agregó.
Para explicar el complejo procedimiento, Hofmann pidió que pensáramos en lanzar una moneda al aire: se puede elegir entre saber si una moneda fue lanzada al aire o si actualmente es cara o cruz, pero no se puede saber ambas cosas. En el caso del sistema cuántico, si tu sabes cómo fue cambiado el sistema, y si sabes si ese sistema es reversible, entonces es posible restaurar su estado inicial. En el caso de la moneda, la tirarías nuevamente.
En otras palabras, Hoffman y Patekar idearon la manera de conseguir la información previa y posterior a mirar dentro de la caja. «Siempre hay que perturbar el sistema primero, pero a veces se puede deshacer», explicó Hofmann.
Al mirar dentro de la caja, Hoffman y Patekar son capaces de asumir que todos los fotones involucrados al mirar el gato pueden ser capturados, así no se perdería ninguna información sobre el estado del gato. Sólo cuando «leemos» la información perderíamos parte de ella.
Lo «más importante» es que la elección de la lectura viene acompañada de un equilibrio entre la resolución de la medición y su perturbación, que son exactamente iguales, según Live Science. La resolución se refiere a cuánta información se extrae del sistema cuántico, y la perturbación se refiere a cuán irreversiblemente se cambia el sistema. Cuanto más sepa sobre el estado actual del gato, más lo habrá alterado irremediablemente.
«Lo interesante es que el proceso de lectura selecciona uno de los dos tipos de información y borra completamente el otro», puntualizó Hofmann.
En otras palabras, digamos que el gato todavía está en la caja, pero en lugar de mirar dentro para determinar si está vivo o muerto, se coloca una cámara fuera de la caja que de alguna manera puede tomar una foto dentro de ella (por el bien del experimento de pensamiento, ignore el hecho de que las cámaras físicas no funcionan de esa manera).
Una vez tomada la foto, la cámara tiene dos tipos de información: cómo cambió el gato como resultado de la foto (lo que los investigadores llaman una etiqueta cuántica) y si el gato está vivo o muerto después de la interacción. Todavía no se ha perdido nada de esa información. Y dependiendo de cómo elijas «desarrollar» la imagen, obtendrás una u otra información, se explica en Live Science.
«Lo que me sorprendió es que la capacidad de deshacer la perturbación está directamente relacionada con la cantidad de información que se obtiene sobre lo observable» o la cantidad física que se está midiendo, evaluó Hofmann. «Las matemáticas son bastante exactas aquí», concluyó.
