Apèndix capítol 5

Efecte túnel: Un dels avantatges que les partícules tinguin propietats d’ones i partícules és l’efecte túnel. Fa possible que les partícules travessin barreres o murs.

Teleportació quàntica: Gràcies a la ciència-ficció, la teleportació és un concepte que ens resulta familiar a tots. Amb la teleportació quàntica podem fer que un objecte que estava en el punt A aparegui en el punt B sense passar per cap altre lloc intermedi. Per aconseguir-ho es fa servir el fenomen de l’entrellaçament de les partícules.

Principi d’incertesa de Heisenberg: Aquest principi ens diu que no podem conèixer la posició de les partícules (on són exactament) i la seva velocitat al mateix temps. Almenys no de manera exacta. Això té efectes curiosos: si una partícula estigués aturada (és a dir, velocitat zero), hauria d’ocupar un espai infinit (podria estar a qualsevol lloc). Si coneixem exactament una de les dues, l’altra la desconeixem completament. La mateixa llei s’aplica a l’energia i el temps. Gràcies a això, es pot crear matèria a partir del buit… però durant un temps molt breu.

El gat de Schrödinger

Quan sento parlar del gat de Schödinger, trec la pistola.

STEPHEN HAWKING

La teoria quàntica funciona extraordinàriament bé. La precisió dels seus resultats és la més exacta que es coneix fins a dia d’avui, i ha fet possible el desenvolupament tecnològic del qual gaudim actualment. Però la interpretació d’aquesta teoria planteja una qüestió molt estranya. Les partícules diminutes no estan enlloc fins que nosaltres les observem. Segons Heisenberg, aquests objectes minúsculs passen de ser «reals» a simples «potencialitats».

Aleshores, és inevitable plantejar-nos la qüestió següent: si les coses que veiem (una taula, un cotxe, una casa) estan formades per aquestes partícules, són «reals» o no ho són?

La resposta de la interpretació de Copenhaguen és pragmàtica: com que els estranys fenòmens del món quàntic no es produeixen amb objectes «grans», a efectes pràctics, no cal preocupar-se per la realitat física d’una casa.

Però a Schrödinger l’incomodava aquesta explicació. Ell pensava que negar la realitat d’una partícula significava negar la realitat d’un munt de partícules, i per tant, d’allò que formaven, tant si era una cadira com nosaltres mateixos.

En un intent de negar aquesta interpretació indeterminista de la naturalesa, Schrödinger va idear la metàfora del gat de Shrödinger. La va publicar l’any 1935 a la revista Naturwissenschaften.

En el seu experiment mental, Schrödinger col·loca un gat en una caixa opaca. La caixa conté un flascó verinós connectat a un dispositiu capaç d’alliberar la poció. El dispositiu s’activaria amb la desintegració d’una partícula radioactiva (un nucli atòmic, per exemple).

Aquests fenòmens, com que són processos quàntics, són essencialment indeterministes. Mentre no sigui observada, aquesta partícula estarà simultàniament desintegrada i no desintegrada, en un estat de superposició. Si seguim la línia d’esdeveniments, el dispositiu estarà activat i desactivat a la vegada, de manera que el flascó haurà alliberat el verí i no l’haurà alliberat simultàniament. Finalment, el gat de la caixa estarà alhora viu i mort fins que sigui observat.

Amb aquesta metàfora, Schrödinger volia posar de manifest la conclusió estranya i absurda —segons pensava ell— a la qual s’arriba amb la mecànica quàntica.

La raó per la qual els gats estan vius o morts en comptes de vius i morts té actualment una resposta més o menys estàndard, per bé que val la pena destacar que la paradoxa de Schrödinger continua incomodant part de la comunitat científica (per exemple Hawking, de qui hem destacat la cita en la qual, mig en broma, amenaça de treure la pistola quan sent parlar d’aquest tema). La decoherència provoca la «destrucció» de l’estat de superposició dels objectes macroscòpics. Com que no poden estar completament aïllats, els objectes grans estan en contacte amb la resta del món, entrellaçats. Aquest entrellaçament equivaldria, segons molts investigadors, a l’observació.

BIBLIOGRAFIA

Fernández-Vidal, Sonia, La porta dels tres panys, La Galera.