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Erwin Schrödinger y el experimento del pensamiento del gato de Schrödinger

Erwin Schrödinger y el experimento del pensamiento del gato de Schrödinger

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (nacido el 12 de agosto de 1887 en Viena, Austria) fue un físico que realizó un trabajo innovador en mecánica cuántica, un campo que estudia cómo se comportan la energía y la materia a escalas de longitud muy pequeñas. En 1926, Schrödinger desarrolló una ecuación que predijo dónde se ubicaría un electrón en un átomo. En 1933, recibió un Premio Nobel por este trabajo, junto con el físico Paul Dirac.

Datos rápidos: Erwin Schrödinger

  • Nombre completo: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger
  • Conocido por: Físico que desarrolló la ecuación de Schrödinger, que significó un gran avance para la mecánica cuántica. También desarrolló el experimento mental conocido como "El gato de Schrödinger".
  • Nacido: 12 de agosto de 1887 en Viena, Austria
  • Murió: 4 de enero de 1961 en Viena, Austria
  • Padres: Rudolf y Georgine Schrödinger
  • Esposa: Annemarie Bertel
  • Niño: Ruth Georgie Erica (n. 1934)
  • Educación: Universidad de Viena
  • Premios: con el teórico cuántico, Paul A.M. Dirac recibió el Premio Nobel de Física en 1933.
  • Publicaciones: ¿Qué es la vida? (1944), La naturaleza y los griegos (1954) y Mi visión del mundo (1961).

Schrödinger puede ser más conocido popularmente por "El gato de Schrödinger", un experimento mental que ideó en 1935 para ilustrar problemas con una interpretación común de la mecánica cuántica.

Primeros años y educación

Schrödinger era el único hijo de Rudolf Schrödinger, un trabajador de una fábrica de linóleo y tela de aceite que había heredado el negocio de su padre, y Georgine, la hija de un profesor de química de Rudolf. La educación de Schrödinger enfatizó la apreciación cultural y el avance tanto en la ciencia como en el arte.

Schrödinger fue educado por un tutor y por su padre en casa. A la edad de 11 años, ingresó al Akademische Gymnasium en Viena, una escuela enfocada en la educación clásica y la capacitación en física y matemáticas. Allí, disfrutaba aprendiendo idiomas clásicos, poesía extranjera, física y matemáticas, pero odiaba memorizar lo que llamó fechas y hechos "incidentales".

Schrödinger continuó sus estudios en la Universidad de Viena, donde ingresó en 1906. Obtuvo su doctorado en física en 1910 bajo la dirección de Friedrich Hasenöhrl, a quien Schrödinger consideraba una de sus mayores influencias intelectuales. Hasenöhrl fue alumno del físico Ludwig Boltzmann, un reconocido científico conocido por su trabajo en mecánica estadística.

Después de que Schrödinger recibió su doctorado, trabajó como asistente de Franz Exner, otro estudiante de Boltzmann, hasta que fue reclutado al comienzo de la Primera Guerra Mundial.

Comienzos de carrera

En 1920, Schrödinger se casó con Annemarie Bertel y se mudó con ella a Jena, Alemania, para trabajar como asistente del físico Max Wien. A partir de ahí, se convirtió en profesor en varias universidades durante un corto período de tiempo, primero se convirtió en profesor junior en Stuttgart, luego en profesor titular en Breslau, antes de unirse a la Universidad de Zurich como profesor en 1921. Los siguientes seis años de Schrödinger en Zurich fue uno de los más importantes en su carrera profesional.

En la Universidad de Zúrich, Schrödinger desarrolló una teoría que avanzó significativamente en la comprensión de la física cuántica. Publicó una serie de artículos, aproximadamente uno por mes, sobre mecánica de ondas. En particular, el primer artículo, "La cuantización como un problema de valor propio", introdujo lo que se conocería como el Ecuación de Schrödinger, ahora una parte central de la mecánica cuántica. Schrödinger recibió el Premio Nobel por este descubrimiento en 1933.

La ecuación de Schrödinger

La ecuación de Schrödinger describió matemáticamente la naturaleza "ondulatoria" de los sistemas gobernados por la mecánica cuántica. Con esta ecuación, Schrödinger proporcionó una forma no solo de estudiar los comportamientos de estos sistemas, sino también de predecir cómo se comportan. Aunque hubo mucho debate inicial sobre lo que significaba la ecuación de Schrödinger, los científicos finalmente la interpretaron como la probabilidad de encontrar un electrón en algún lugar del espacio.

El gato de Schrödinger

Schrödinger formuló este experimento mental en respuesta a la Interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, que establece que una partícula descrita por la mecánica cuántica existe en todos los estados posibles al mismo tiempo, hasta que se observa y se ve obligada a elegir un estado. Aquí hay un ejemplo: considere una luz que pueda iluminarse en rojo o verde. Cuando no estamos mirando la luz, asumimos que ambas son rojas y verde. Sin embargo, cuando lo miramos, la luz debe forzarse a ser roja o verde, y ese es el color que vemos.

Schrödinger no estuvo de acuerdo con esta interpretación. Creó un experimento mental diferente, llamado Schrödinger's Cat, para ilustrar sus preocupaciones. En el experimento de Schrödinger's Cat, se coloca un gato dentro de una caja sellada con una sustancia radiactiva y un gas venenoso. Si la sustancia radiactiva se descompusiera, liberaría el gas y mataría al gato. Si no, el gato estaría vivo.

Debido a que no sabemos si el gato está vivo o muerto, se considera ambos vivo y muerto hasta que alguien abre la caja y ve por sí mismo cuál es el estado del gato. Por lo tanto, simplemente al mirar dentro de la caja, alguien mágicamente ha hecho al gato vivo o muerto a pesar de que eso es imposible.

Influencias en el trabajo de Schrödinger

Schrödinger no dejó mucha información sobre los científicos y las teorías que influyeron en su propio trabajo. Sin embargo, los historiadores han reconstruido algunas de esas influencias, que incluyen:

  • Louis de Broglie, físico, introdujo el concepto de "ondas de materia". Schrödinger había leído la tesis de De Broglie, así como una nota al pie de página escrita por Albert Einstein, que hablaba positivamente sobre el trabajo de De Broglie. También se le pidió a Schrödinger que discutiera el trabajo de De Broglie en un seminario organizado por la Universidad de Zurich y otra universidad, ETH Zurich.
  • Boltzmann Schrödinger consideró el enfoque estadístico de Boltzmann a la física como su "primer amor en la ciencia", y gran parte de su educación científica siguió la tradición de Boltzmann.
  • El trabajo previo de Schrödinger sobre la teoría cuántica de los gases, que estudió los gases desde la perspectiva de la mecánica cuántica. En uno de sus artículos sobre la teoría cuántica de los gases, "Sobre la teoría de los gases de Einstein", Schrödinger aplicó la teoría de De Broglie sobre las ondas de materia para ayudar a explicar el comportamiento de los gases.

Más tarde carrera y muerte

En 1933, el mismo año en que ganó el Premio Nobel, Schrödinger renunció a su cátedra en la Universidad de Berlín, a la que se había unido en 1927, en respuesta a la toma de posesión nazi de Alemania y el despido de científicos judíos. Posteriormente se mudó a Inglaterra y luego a Austria. Sin embargo, en 1938, Hitler invadió Austria, obligando a Schrödinger, ahora un anti-nazi establecido, a huir a Roma.

En 1939, Schrödinger se mudó a Dublín, Irlanda, donde permaneció hasta su regreso a Viena en 1956. Schrödinger murió de tuberculosis el 4 de enero de 1961 en Viena, la ciudad donde nació. Tenía 73 años de edad.

Fuentes

  • Fischer E. Todos somos aspectos de un solo ser: una introducción a Erwin Schrödinger. Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
  • Heitler W. "Erwin Schrödinger, 1887-1961". Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
  • Maestros B. "El camino de Erwin Schrödinger a la mecánica de las olas". Opt Photonics News, 2014; 25(2): 32-39.
  • Moore W. Schrödinger: vida y pensamiento. Prensa de la Universidad de Cambridge; 1989.
  • Schrödinger: Celebración del centenario de un polymath. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
  • Schrödinger E. "Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung".Ana. Phys., 1926; 79: 361-376.
  • Teresi D. El llanero solitario de la mecánica cuántica. El sitio web del New York Times. //www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990


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