Mecánica Cuántica: Dualidad, Incertidumbre y la Naturaleza de la Realidad

Dualidad Onda-Partícula: Un Cambio de Paradigma en la Física

En un principio, se consideraba que la materia era discontinua y de naturaleza corpuscular (formada por partículas indivisibles o átomos). En cambio, la energía se consideraba continua y de naturaleza ondulatoria. De manera contradictoria, según la física cuántica, tanto la materia como la energía se comportan como partículas y como ondas, ya que las propiedades corpusculares y ondulatorias son incompatibles.

El Dilema Filosófico: ¿Cómo es la Realidad Cuántica?

En este aspecto, la ciencia abría un inesperado problema filosófico que se iría acrecentando: ¿cómo es la realidad, entonces?

Teorías Fundamentales de la Mecánica Cuántica

Se elaboraron, por tanto, dos teorías alternativas pero equivalentes:

• Mecánica matricial de Werner Heisenberg: prefiere la interpretación de los procesos físicos como discontinuos y de naturaleza corpuscular, ya que así son nuestras observaciones y el conocimiento que podemos tener de ellas.

• Mecánica ondulatoria de Erwin Schrödinger: defiende la interpretación de los procesos físicos como continuos y, por ello, destaca el comportamiento ondulatorio de la materia.

Estas dos teorías estaban basadas en el principio de incertidumbre, el cual expondremos a continuación.

Superposición Cuántica: Realidades Múltiples y el Papel del Observador

La mecánica cuántica ha tenido muchísimas consecuencias, pero una de las más sorprendentes se deriva de las ecuaciones de Schrödinger, las cuales llegan a predecir que dos realidades diferentes y opuestas puedan llegar a superponerse simultáneamente.

La teoría predice que, por ejemplo, si tomamos un naipe y lo colocamos sobre una mesa verticalmente y en equilibrio, la carta caerá simultáneamente de los dos lados. Ahora, la pregunta es: ¿por qué razón en la vida cotidiana nunca observamos esta clase de superposiciones? La mayoría de los físicos consideran que es el propio observador el que decanta la observación en uno u otro sentido.

La Indeterminación de la Realidad y la Observación

Por tanto, en la realidad se dan los dos estados superpuestos; es decir, la realidad se encuentra indeterminada, pues se halla en todos los estados posibles a la vez, hasta que nuestra observación la obliga a determinarse y adoptar uno u otro de estos estados. El propio Schrödinger fue uno de los primeros en darse cuenta de las sorprendentes consecuencias de su teoría, tal como se pone de manifiesto en la paradoja conocida como el gato de Schrödinger.

La Paradoja del Gato de Schrödinger: Vida y Muerte en Superposición

La superposición del gato de Schrödinger consiste en meter un gato dentro de una caja con un dispositivo que libera gas venenoso en el 50% de los casos. Al terminar el tiempo, hay una probabilidad del 50% de que esté muerto. Según los principios de la mecánica cuántica, el resultado es la superposición de los estados “vivo” y “muerto” hasta no abrir la caja y observarlo.