¿Es el gato de Schrödinger un problema conceptual real o solo un problema de aproximaciones?

Tienes razón en que este experimento no es realmente realista. De hecho, es difícil imaginar cómo podríamos siquiera saber si una caja determinada era una caja tan perfectamente aislante.

Sin embargo, si dejamos de lado la cuestión (algo importante) de determinar empíricamente si realmente obtuvimos un gato en una superposición de vida y muerte, podemos intentar imaginar las circunstancias bajo las cuales la superposición de vida y muerte se descoheriría muy lentamente . Es decir, considerando un sistema casi aislado que evolucionaría casi exclusivamente a la ecuación de Schrödinger.

• Afortunadamente, la gravedad es una influencia muy débil. Suponiendo que las superposiciones no son inherentemente sensibles a las diferencias sustanciales en las distribuciones de masa por razones distintas al potencial gravitacional , basta con restringir los movimientos del gato de tal manera que su capacidad para moverse mientras está vivo no afecte sustancialmente las fuerzas gravitatorias en su entorno. Es decir: permita que el gato tenga mucho menos espacio para moverse que la separación espacial de él de los objetos fuera de la caja. Por ejemplo, poniéndolo en órbita, o quizás en el espacio profundo.

• Los movimientos del gato no deben dejar ninguna pista en el movimiento de la caja sobre el centro de masa caja+gato. Así que probablemente deberías hacer la caja muy maciza, y quizás una capa esférica metálica lisa por si acaso, de modo que las superficies de la caja cedan muy poco.

• Finalmente, el interior de la caja debe ser reflectante en cualquier longitud de onda con la que el gato pueda interactuar en el espectro electromagnético, es decir,  en el rango de microondas alto a ultravioleta del espectro.

No sabría decir con qué rapidez la función de onda del gato se decoherenciaría; Sería sensato tratar de discernir esto considerando, para un sistema de prueba, qué tan rápido su posición o niveles de energía se volverían perceptiblemente diferentes para las diferentes variaciones posibles en la distribución de masa y los reflejos/emisiones de luz de la caja. Esto le permitiría determinar la vida media de la coherencia de la función de onda del gato; en principio, por supuesto, porque tan pronto como intente acercarse y observar al gato, esa misma interacción hará que su función de onda se decoherencia mucho. rápidamente, y más rápidamente cuanto más agudamente trates de discernir su comportamiento.

La verdadera prueba del experimento del gato de Schrödinger, salvo cualquier avance fundamental en la física teórica, sería inventar una máquina que le permita volver a interferir los dos componentes de la función de onda para obtener un gato que definitivamente todavía está vivo. Sin embargo, esto (a)  es una especie de quimera, ya que equivaldría a superar la segunda ley de la termodinámica; y (b)  sería experimentalmente indistinguible de tener éxito en la construcción de una caja en la que el gatillo del veneno radiactivo no funciona.

Su pregunta se reduce efectivamente a la de dónde coloca el corte de Heisenberg en un modelo idealizado del experimento. Eso no es diferente de los problemas que ya sondearon el experimento mental original y la variante del amigo de Wigner.

Está implícito en el formalismo cuántico que (a menos que uno introduzca POVM) uno modela experimentos usando construcciones de la forma$\mathsf{Tr}[\hat\rho\hat O]$, por lo que un modelo cuántico debe distinguir qué aspectos de un conjunto de experimentos deben ser modelados por estados cuánticos y qué aspectos deben ser modelados por operadores de medición. La decisión, efectivamente la decisión de dónde colocar el corte de Heisenberg, se toma sobre la base de dónde hay un grado relativamente pequeño de entrelazamiento entre los sistemas medidos y los sistemas de medición. En principio no existe un lugar perfecto para colocar el corte de Heisenberg, pero a efectos prácticos existen opciones mejores y peores. Decir que la caja aísla al gato del mundo exterior es simplemente decir que, dado el aparato experimental disponible para el experimentador, es indeterminado si el gato está vivo o no. Podemos hacer que eso no sea cierto haciendo que la caja esté menos aislada,

La introducción de POVM s, por cierto, se puede modelar simplemente introduciendo grados de libertad adicionales, llamados ancilla . La caja es efectivamente un sistema ancilla para el sistema de isótopos radiactivos cat +, cualquier aparato de medición que podamos introducir puede modelarse como un ancilla adicional, etc., pero también podemos usar POVM para tener en cuenta cualquier enredo que pueda haber entre varias partes. del experimento Esto proporciona una forma de hablar sobre diferentes niveles de modelos de experimentos de una manera matemáticamente coherente.

Me gusta la Respuesta de Niel de Beaudrap, pero casi la había terminado cuando apareció la suya.

Dependiendo de su posición en el contenido informativo del agujero negro de la radiación de Hawking, un agujero negro podría ser una caja perfecta. Desafortunadamente, algunas personas como Susskind afirman que es una caja negra demasiado buena que por la complementariedad del agujero negro, el interior de un agujero negro y cualquier gato dentro de él no existe. Pero, ¿qué significa que exista un gato? Aquí vienen los filósofos esperando la oportunidad de morder.