Seguruenik noizbait Schrödinger-en katuari buruz zer edo zer irakurri edo aditu duzuela.

“Bai, kutxa baten barruan aldi berean hilda eta bizirik dagoen katua, edo horrelako zerbait, ez?”

Horrelako zerbait bai. Schrödinger-en katua, mekanika kuantikoaren interpretazioa “ulertzeko” Schrödingerrek berak asmatu zuen esperimentu mental hipotetiko bat dugu, hurrengo lerroetan azaltzen saiatuko naizena. Kontuan eduki, mekanika kuantikoaren metafora bat izanik, inkongruentzia tekniko batzuk (asko, egia esan) eduki ditzakela. Ea ba, aurrera. Esperimentuak hurrengo osagaiak behar ditu:

Elementu ezegonkor bat, hurrengo denbora tartean desintegratuko dena; pozoi-flasko itxi bat; mailu bat; aurreko osagai guztiak lotzen dituen dispositibo mekanikoa, bi elektroi detektagailuekin aktibatzen edo blokeatzen dena (lehenengo detektagailuak mekanismoa martxan jartzen du; bigarrenak, mekanismoa blokeatzen du); katu bat; kutxa opaku bat.

Osagai guztiak kutxaren barruan sartu eta kutxa itxiko dugu. Denbora tarte bat pasa ondoren, berriz irekiko dugu, emaitza zein den ikusteko. Bi kasu dira, beha ditzakegunak:

• Katua hilda dago. Elementu ezegonkorra desintegratzerakoan, elektroi bat askatu du. Honek lehenengo detektagailuan jo du eta hau gertatu orduko, mekanismoa aktibatu egin da, mailua pozoi-flaskoaren aurka joaraziz, hau birrinduz eta pozoia barreiatuz. Katua, gas pozoitsua arnastu orduko, hil egin da.

  

• Katua bizirik dago. Elementu ezegonkorra desintegratu da elektroi bat askatuz, baina aurreko kasuan ez bezala, honek bigarren detektagailua jo du, mekanismoa blokeatuz. Mekanismoa ez da aktibatu eta ondorioz mailua eta pozoi-flaskoa bere horretan mantendu dira. Katuak, ez duenez inolako pozoirik arnastu, bizirik dirau.

  

Esperimentua behin eta berriro errepikatzen badugu, ikusiko dugu nola saiakuntzen %50-etan katua hil egiten dela, eta beste %50-etan katua bizirik mantentzen dela. Arazoa da, kutxa ireki gabe, ezin dugula jakin zein aukera den benetan gertatu dena. Bakarrik jakin dezakeguna zera da, bi aukerek %50-eko probabilitatea dutela.

Orain arte dena ongi. Txanpon bat airera jaurtitzearen oso antzekoa. %50-etan aurpegi, %50-etan gurutze. Demagun aurreko hau saiatzen dugula, txanpona airera bota eta begiak ixten ditugula. Lurra jo bezain pronto, soinua adituko dugu eta begiak irekiko ditugu. Berriz ere, bi kasu dira beha ditzakegunak:

• Txanpona aurpegiz gora erori da.

• Txanpona aurpegiz behera (gurutzez gora) erori da.

Arazo berbera daukagu, izan ere, ezin dugu jakin zein aukera irten den begiak ireki arte. Jakin dezakegun bakarra zera da, bi aukerek %50-eko probabilitate dutela.

Pazientzia agortu bazaizu ere, jarraitu irakurtzen izan ere, bi esperimentuen artean (txanpona eta Schrördinger-en katua) ezberdintasun txiki baina garrantzitsu bat dago.Txanponaren kasuan argi dago, jaurtiketaren emaitza jakin baino lehen (begiak ireki baino lehen) hau determinatuta dagoela, hau da, txanpona edo gurutzez gora edo aurpegiz gora zegoen gu begiratu aurretik. Guk begiak ireki ditugunean, soilik, emaitza ikusi dugu. Schrödinger-en katuan aldiz, arazo bat daukagu: elektroiaren detekzioa. Frogatu dago, eskala behar bezain txikia denean, materia ez dela guk irudikatzen dugun modukoa eta honek uhin-propietateak bereganatzen dituela. Elektroia, materia puska oso txikia (behar bezain txikia) dugu, eta elementu ezegonkorretik askatzerakoan uhin-fronte baten moduan zabaltzen da bi detektagailuak aldi berean joz. Lehenengo detektagailuak mekanismoa aktibatzen badu, eta bigarrengoak berau blokeatzen badu, zer edukiko dugu? Katua hilda? Bizirik? Biak aldi berean akaso?

Azken galdera honek zentzu gehiegirik ez duenez, Schrödinger-en katuaren esperimentua errepikatuko dugu, baina kutxa zabalik edukita. Esperimentuari, kanpoko behatzaile bat erantsiko diogu (gu geu). Kapazak izango gara uhin-izaera horri esker, elektroiak benetan jarraitzen duen ibilbidea jakiteko eta neurtzeko, printzipioz… baina hara! Kanpo behatzaile bat ipintzerakoan, elektroia materia arrunta bezala portatzen da, eta detektagailu bakarra jotzen du.

Honen zergatia, neurketa berean datza. Guk sistema batean neurketa bat burutzeko, seinale bat bidali eta bueltan jaso behar dugu. Schrödinger-en katuaren problemaren emaitza ikusteko, argia behar dugu (argia bonbilatik atera, esperimentuan errebotatu eta gure begietaraino iristen da), eta argiak berak, elektroia kitzikatzeko moduko energia dezente dauka. Beraz, neurketa bat egiterakoan sistema bera kitzikatzen dugu.

Arazoa da, elektroi kitzikatua materia arrunta bezala portatzen dela, beraz, elektroiaren uhin-izaera lortzeko, eta ondorioz bi detektagailuak aldi berean jotzeko, sistema erabat isolatuta egon behar da (hau da, kutxa itxita egon behar da).

Badugu beraz, txanponaren esperimentuarekin ezberdintasun nabari bat: gure neurketak emaitza aldatzen du. Neurtzen dugun egoera ez da aurretik genuena, eta ez daukagu modurik aurreko egoera hori neurtzeko. Ez hori bakarrik, elektroia behatzen ez dugun bitartean bi detektagailuak aldi berean joko ditu, katua hil eginez eta bizirik utziz aldi berean. Fenomeno honi, egoera kuantikoen gainezarpena deritzo. Katuak, egoera “kuantiko” honetan (hilda eta bizirik) iraungo du guk kutxa ireki arte, eta orduan neurketa prozesuagatik egoera alde batera edo bestera desbideratuko dugu, katua hilda edo bizirik ikusiz.

Hau da mekanika kuantikoan benetan gertatzen den fenomenoa. Nola ez, errealitatea “kuantikoak” izateko, eskala izugarri txikitu behar dugu eta beraz, katu bat ez litzateke inoiz egoera kuantiko batean egongo. Beraz aurretik esandako guztiak ez dauka inolako zentzu teknikorik; bai ordea zentzu kualitatiboa, izan ere, Scrödinger-en katua metafora hutsa besterik ez da.