lo más probable es que recuerde a Erwin Schrödinger (que nació en este día hace 128 años) para su famoso gato, pero el punto culminante de la carrera del célebre físico no estaba en realidad relacionado con los experimentos de pensamiento felino. Entre los científicos, es más conocido por darnos las herramientas fundamentales para describir el comportamiento cuántico.,

crear un lenguaje para estudiar el mundo cuántico

la década de 1920, que vio el nacimiento de la mecánica cuántica—el funcionamiento de los componentes más pequeños y fundamentales de toda la materia—fue un momento emocionante para ser físico. Las mentes más grandes vivas se apresuraban a encontrar formas de describir este nuevo mundo que había sido abierto. Werner Heisenberg llegó con su formulación de la mecánica cuántica utilizando matrices, un sistema que solo requiere álgebra. Pero Schrödinger pensó en un modelo diferente usando ondas en lugar de matrices.,

las funciones de onda del modelo de Schrödinger, dice el físico Sean Carroll, «son más difíciles de resolver, pero más intuitivas.»

el modelo de Schrödinger se basa en su ecuación homónima, que describe la evolución de la función de onda de un sistema físico a lo largo del tiempo. Es como una versión cuántica de la segunda ley del movimiento de Newton (fuerza = masa x aceleración). Al describir el comportamiento de las partículas, las reglas de Newton no funcionan tan bien, por lo que las matemáticas deben ser un poco más complejas., Esta es la forma más general de la ecuación:

en esta fórmula, i es la unidad imaginaria (la raíz cuadrada de -1); ħ significa la constante de Planck dividida por 2π; ∂/∂t es una derivada parcial que cambia con el tiempo; Ψ es la función de onda del sistema; y J es el operador Hamiltoniano, que representa la energía del sistema. El operador Hamiltoniano es la parte clave: describe el tipo de sistema que estamos viendo.,

» La ecuación de Schrodinger se encuentra en el corazón mismo de la física teórica», dice Brian Greene, cofundador del World Science Festival y físico de la Universidad de Columbia. La ecuación «no es una sola afirmación matemática. Es una relación general que, por lo que sabemos, siempre se mantiene. En cualquier situación dada, tienes que saber cómo aplicar esa relación, y los detalles de esa aplicación varían de una situación a otra. Pero la ley, hasta donde sabemos, es una ley.,»

volver a los detalles de la fórmula: ponlo todo junto y, si tienes una instantánea de la «onda» en un momento dado, usar la ecuación de Schrödinger te permite hablar sobre cómo se verá en el futuro.

«creo que todas las ecuaciones que conocemos actualmente, es más probable que se mantengan dentro de 1.000 años», dice Carroll.

una ecuación innovadora que llevó a un Premio Nobel

esta fórmula fue una revelación en ese momento., Esto explica el hecho de que las partículas no suelen comportarse como pequeñas bolas de billar que flotan sobre una mesa; a veces, es mejor pensarlas como ondas. Mientras que el físico francés Louis De Broglie ya había conjeturado que existía la dualidad onda-partícula, Schrödinger permitió a los científicos describir partículas—y sus ondas asociadas-en acción. Eso fue un logro bastante impresionante para los científicos que se sientan en el Comité del Premio Nobel que le otorgó a Schrödinger un Premio Nobel de Física en 1933 (compartido con su compañero investigador de mecánica ondulatoria Paul Dirac).,

«a través de un estudio de las propiedades ondulatorias de la materia, se logró establecer un nuevo sistema de mecánica que también es válido para el movimiento dentro de los átomos y moléculas», dijo H. Pleijel, entonces presidente del Comité Nobel de Física, en un discurso de 1933 presentando los premios de ese año. «La ecuación de ondas de Schrödinger ha proporcionado un método conveniente y simple para manejar problemas relacionados con espectros de luz, y se ha convertido en una herramienta indispensable para el físico actual.»

Back To The Cat

And as a coda (which is, of course, Latin for tail), let’s return quickly to the cat., Si bien no es una herramienta tan indispensable como la ecuación de Schrödinger, el experimento mental «el gato de Schrödinger» todavía resuena como una poderosa ilustración de la naturaleza mercurial de la mecánica cuántica. Para un repaso de lo que significa, echa un vistazo a este video de Brian Greene.