¿Qué mata al gato de Schrödinger? La física descarta a uno de los principales sospechosos
Un experimento realizado bajo una montaña italiana ha descartado que una histórica teoría de la gravedad explique por qué las superposiciones cuánticas desaparecen en el mundo cotidiano. El gato de Schrödinger pierde así a uno de sus posibles verdugos, pero el misterio continúa abierto.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación conceptual del gato de Schrödinger junto a un detector subterráneo. El desdoblamiento del animal simboliza la superposición cuántica, mientras que el rastro luminoso interrumpido representa la radiación espontánea que el experimento de Gran Sasso buscó sin encontrar. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
El misterio de la frontera entre el mundo cuántico y el clásico
El gato de Schrödinger lleva más de noventa años encerrado en una caja imaginaria, suspendido entre la vida y la muerte. Erwin Schrödinger concibió esta escena en 1935 para poner de manifiesto lo desconcertante que resulta trasladar las reglas de la mecánica cuántica a los objetos cotidianos.
Un átomo puede encontrarse en una superposición de varios estados. Un gato, una mesa o una persona, en cambio, nunca aparecen ante nosotros en dos situaciones incompatibles al mismo tiempo. En el caso del felino, este nunca aparece ante nosotros vivo y muerto a la vez. En algún punto entre ambas escalas, la ambigüedad cuántica se desvanece y deja paso a la realidad definida que percibimos.
Pero ¿qué mata, en sentido figurado, al gato cuántico de Schrödinger?
¿Qué es la decoherencia cuántica?
La respuesta habitual es la decoherencia, el proceso por el que una superposición pierde la capacidad de producir interferencias observables debido a la interacción con su entorno. Una partícula suficientemente aislada puede conservar simultáneamente varias posibilidades. Pero cualquier contacto con moléculas de aire, fotones, campos electromagnéticos o vibraciones térmicas dispersa la información cuántica por el ambiente. Las distintas alternativas dejan entonces de interferir entre sí y el sistema empieza a comportarse, a efectos prácticos, como un objeto clásico.
Cuanto mayor y más complejo es un cuerpo, más difícil resulta protegerlo de esas interacciones. Por eso es relativamente sencillo mantener estados cuánticos en átomos individuales, pero extraordinariamente complicado conseguirlo en objetos macroscópicos.
La decoherencia ambiental explica por qué no observamos gatos vivos y muertos a la vez, aunque no resuelve por sí sola todo el problema de la medición cuántica. En particular, no explica de manera definitiva por qué una medición concreta ofrece un único resultado entre todos los posibles.
La hipótesis de Károlyházy: un espacio-tiempo borroso
Desde hace décadas, algunos físicos se preguntan si existe, además de la decohrencia, un mecanismo más profundo y universal. Quizá la desaparición de las superposiciones no dependa únicamente del entorno. Tal vez la propia gravedad imponga una frontera entre lo cuántico y lo clásico.
Un experimento realizado en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, en Italia, acaba de someter a prueba una de las propuestas pioneras en esta dirección. El resultado, publicado en la revista New Journal of Physics, es tan sencillo como contundente: el detector no encontró la señal esperada. Esa ausencia permite excluir la versión estudiada del modelo gravitatorio de decoherencia formulado originalmente por el físico húngaro Frigyes Károlyházy.
🗣️ «Una de las preguntas más profundas de la física moderna es por qué el extraño comportamiento cuántico que gobierna los átomos y las partículas elementales parece desaparecer en el mundo macroscópico que experimentamos cada día», resume Catalina Curceanu, directora de investigación del Instituto Nacional de Física Nuclear italiano y portavoz de la colaboración VIP, responsable del trabajo.
Károlyházy propuso en 1966 que existe un límite fundamental para medir con precisión las distancias y los intervalos temporales. Su razonamiento combinaba la incertidumbre cuántica con la gravedad.
Para localizar mejor un objeto habría que utilizar una sonda cada vez más masiva. Sin embargo, concentrar demasiada masa en una región pequeña alteraría el propio espacio-tiempo que se pretende medir. El espacio-tiempo no sería, por tanto, un escenario perfectamente liso, sino que estaría afectado por una diminuta e inevitable borrosidad.
Esas fluctuaciones actuarían sobre la materia como un ruido gravitatorio. Según el modelo, erosionarían gradualmente la coherencia de una superposición e impedirían que los objetos grandes permanecieran en dos configuraciones incompatibles.
La idea resultaba atractiva, porque conectaba tres grandes problemas de la física:
1️⃣ La incertidumbre cuántica.
2️⃣ La estructura microscópica del espacio-tiempo.
3️⃣ La ausencia de superposiciones macroscópicas.
Esquema del detector empleado en el experimento. De dentro hacia fuera aparecen el cristal de germanio (1), el contacto eléctrico (2), el aislante de plástico (3), la copa, la cubierta y el bloque de cobre (4, 5 y 6), el blindaje interior de cobre (7) y la protección exterior de plomo (8). Estas capas reducen la radiación de fondo y permiten buscar la extremadamente débil emisión espontánea predicha por el modelo de Károlyházy. Cortesía: Nicola Bortolotti et al.
Una teoría que deja un rastro de radiación
El mecanismo de Károlyházy tiene una consecuencia que puede comprobarse experimentalmente. Las fluctuaciones del espacio-tiempo no solo destruirían la coherencia cuántica, sino que también sacudirían ligeramente las partículas de la materia.
En efecto, cuando una partícula con carga eléctrica se acelera, emite radiación electromagnética. Si la teoría fuera correcta, los electrones y los protones deberían producir una tenue pero característica emisión espontánea que no aparece en la mecánica cuántica convencional.
En 1993, los físicos Lajos Diósi y Balázs Lukács calcularon que la formulación original de Károlyházy produciría una cantidad desmesurada de radiación espontánea. Las emisiones previstas superaban en más de trece órdenes de magnitud lo permitido por las observaciones, por lo que aquella primera versión quedó descartada.
En 2024, Laria Figurato, Angelo Bassi y Sandro Donadi reformularon la teoría de Károlyházy. Como contaban en la revista New Journal of Physics, eliminaron de la ecuación la suposición de que las fluctuaciones debían comportarse como ondas gravitatorias, y permitieron que sus correlaciones espaciales y temporales tuvieran una forma más general.
En una de las posibilidades examinadas, los autores supusieron que las fluctuaciones del espacio-tiempo no actúan de manera independiente en cada punto: cuanto más próximos están dos lugares, más parecido sería el diminuto temblor gravitatorio que experimentarían. Esa conexión disminuye suavemente con la distancia siguiendo un perfil gaussiano, una curva con forma de campana. El parámetro RK indica hasta qué distancia se mantiene esa influencia compartida: cuanto mayor es su valor, más amplias y suaves son las fluctuaciones y menor es la radiación espontánea que deberían producir. Esta modificación devolvía la teoría al terreno de lo experimentalmente viable, aunque dentro de una ventana muy estrecha.
Para no generar más radiación de la observada, RK debía ser superior a 0,11 metros. Pero, si superaba los 1,98 metros, el mecanismo se volvía demasiado débil para localizar con rapidez un objeto macroscópico.
Este segundo límite se obtuvo considerando un disco de grafeno de 10 micrómetros —aproximadamente el menor objeto visible a simple vista— que debería perder su superposición en menos de una centésima de segundo. La teoría solo podía sobrevivir, por tanto, entre los 0,11 y los 1,98 metros.
Un detector protegido por una montaña
El nuevo experimento ha cerrado esa ventana. Los investigadores utilizaron un detector cilíndrico de germanio de alta pureza, de ocho centímetros de diámetro y otros ocho de longitud, rodeado por sucesivas capas de cobre y plomo.
El dispositivo se encuentra en en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, bajo unos 1.400 metros de roca. Esta protección natural reduce el flujo de muones —partículas subatómicas elementales muy penetrantes y muy similares a los electrones, pero con una masa unas 207 veces mayor— procedentes de los rayos cósmicos en alrededor de seis órdenes de magnitud y convierte las instalaciones en uno de los entornos más silenciosos del planeta para buscar fenómenos físicos extremadamente raros.
El equipo analizó datos recogidos durante aproximadamente 62 días, con una exposición total de 124 kilogramos al día. La búsqueda se concentró en fotones con energías de entre 1,3 y 1,6 megaelectronvoltios, una región en la que las simulaciones del ruido radiactivo conocido explicaban más del 97 % del espectro medido.
Los científicos también tuvieron en cuenta la posible radiación generada por los protones y electrones presentes tanto en el cristal de germanio como en los materiales que rodeaban el detector. Después compararon el espectro registrado con el fondo esperado mediante un análisis bayesiano.
Catalina Curceanu, directora de investigación del Instituto Nacional de Física Nuclear italiano y portavoz de la colaboración VIP, posa junto a uno de los dispositivos experimentales empleados en sus investigaciones sobre los fundamentos de la mecánica cuántica. Cortesía: The Quantum Technologies and Dark Matter Research Laboratory
Qué significa que el experimento no encontrara ninguna señal
El detector no registró ningún exceso de radiación atribuible a las fluctuaciones gravitatorias propuestas. En este caso, no encontrar nada constituye un resultado científicamente relevante porque permite limitar la intensidad del fenómeno buscado.
🗣️ «La ausencia de una señal es en sí misma un importante resultado científico», afirma Curceanu.
Los datos establecen que la longitud de correlación RK debe ser superior a 4,64 metros, con un nivel de confianza del 95 %. El problema para la teoría es que el mecanismo necesita que esa misma distancia sea inferior a 1,98 metros para suprimir eficazmente las superposiciones macroscópicas.
Las dos condiciones no pueden cumplirse simultáneamente:
✅ Límite experimental: RK debe ser mayor de 4,64 metros.
✅ Requisito teórico de localización: RK debe ser menor de 1,98 metros.
Por esta razón, los autores consideran experimentalmente refutada la versión gaussiana generalizada del modelo de Károlyházy.
Lo que el estudio descarta y lo que sigue abierto
El resultado no demuestra que la gravedad carezca de cualquier relación con la decoherencia. Tampoco invalida todas las teorías que intentan explicar mediante la gravedad el paso del mundo cuántico al clásico.
La investigación descarta específicamente:
1️⃣ La versión generalizada del modelo de Károlyházy con correlaciones espaciales gaussianas.
2️⃣ El modelo no markoviano de localización espontánea continua (CSL), que produce las mismas predicciones observables en este caso.
Aunque el modelo de Károlyházy describe una evolución lineal de la función de onda y el CSL introduce un colapso espontáneo no lineal, sus ecuaciones para las cantidades medibles coinciden en la formulación examinada. El experimento no puede distinguirlos, pero sí excluirlos a ambos.
El trabajo tampoco determina cuál es la interpretación correcta de la mecánica cuántica ni resuelve definitivamente el problema de la medición. Su importancia reside en haber convertido una cuestión aparentemente filosófica en una hipótesis cuantitativa que puede ser sometida a prueba.
Los Laboratorios Nacionales del Gran Sasso, situados bajo unos 1.400 metros de roca en Italia, ofrecen uno de los entornos más protegidos del planeta frente a los rayos cósmicos y otras fuentes de radiación. Este aislamiento permite buscar señales físicas extraordinariamente débiles.
Otros experimentos recientes sobre gravedad y colapso cuántico
El nuevo resultado se suma a una serie de investigaciones que están estrechando el margen disponible para las teorías alternativas a la mecánica cuántica convencional.
En 2021, otro análisis efectuado en Gran Sasso descartó la versión natural y sin parámetros libres del modelo de Diósi-Penrose. Esta propuesta sostiene que una superposición de masas produce geometrías incompatibles del espacio-tiempo y acaba colapsando por efecto de su propia gravedad.
Un año después, la colaboración Majorana realizó una búsqueda independiente de radiación espontánea con detectores de germanio situados a gran profundidad. Sus resultados impusieron nuevos límites a diferentes modelos de colapso de la función de onda.
En 2024, un trabajo publicado en Physical Review Letters mostró que la estructura interna de los átomos puede modificar de manera diferente la radiación prevista por los modelos CSL y Diósi-Penrose. Este resultado abre la posibilidad de distinguir modelos de colapso mediante el espectro de rayos X, en lugar de limitarse a buscar un exceso total de fotones.
Otro estudio publicado el año pasado analizó las fluctuaciones temporales que producirían varios modelos de colapso. Sus autores concluyeron que la incertidumbre resultante sería demasiado pequeña para detectarla incluso con los relojes atómicos actuales, pero el trabajo mostró que estas teorías pueden generar predicciones en ámbitos experimentales muy distintos.
Al mismo tiempo, la mecánica cuántica continúa conquistando objetos más grandes. Investigadores de la Universidad de Viena han observado interferencia en nanopartículas compuestas por más de 7.000 átomos de sodio y con masas superiores a 170.000 daltons. Los objetos se propagaron en una superposición espacial semejante a un diminuto gato de Schrödinger, estableciendo uno de los límites más exigentes contra modificaciones macrorealistas de la ecuación cuántica.
La física cuántica sale del terreno de la especulación
Durante décadas se asumió que las posibles conexiones entre la gravedad y la mecánica cuántica solo podrían estudiarse en energías inalcanzables o en escalas próximas a la longitud de Planck. Sin embargo, los detectores de bajo ruido, la espectroscopia de rayos X y la interferometría con objetos cada vez más masivos están trasladando algunas de esas preguntas al laboratorio.
🗣️ «Los experimentos de precisión están alcanzando una sensibilidad que permite probar ideas que hasta hace poco pertenecían casi exclusivamente al ámbito de la especulación teórica», destaca Curceanu.
El gato de Schrödinger no ha revelado todavía a su verdugo definitivo. Sabemos que el entorno destruye con enorme eficacia las superposiciones observables y que determinadas formas de ruido gravitatorio no pueden ser responsables del tránsito hacia el mundo clásico. Pero cada teoría descartada reduce el territorio de lo posible.
Bajo una montaña italiana, el silencio de un pequeño cristal de germanio acaba de eliminar una de esas posibilidades.▪️(18-septiembre-2026)
⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- La decoherencia cuántica explica por qué las superposiciones propias de átomos y partículas desaparecen en los objetos cotidianos.
- El modelo de Károlyházy proponía que unas diminutas fluctuaciones gravitatorias del espacio-tiempo contribuían a destruir esas superposiciones.
- La teoría predecía que esas fluctuaciones sacudirían las partículas cargadas y generarían una débil pero detectable radiación espontánea.
- Para buscarla, los investigadores analizaron 62 días de mediciones obtenidas con un detector de germanio protegido bajo 1.400 metros de roca en el Laboratorio del Gran Sasso, en Italia.
- El experimento no encontró la radiación esperada y estableció que el parámetro RK del modelo debe ser superior a 4,64 metros.
- Sin embargo, la teoría necesita que RK sea inferior a 1,98 metros para eliminar eficazmente las superposiciones de los objetos macroscópicos. Los dos límites son incompatibles.
- El resultado descarta esta versión concreta del modelo de Károlyházy, pero no demuestra que la gravedad sea completamente ajena a la decoherencia cuántica.
Información facilitada por la Foundational Questions Institute - FQXi
Fuente: Nicola Bortolotti et al. Experimental exclusion of a generalized Károlyházy gravity-induced decoherence model. New Journal of Physics (2026). DOI: 10.1088/1367-2630/ae774c
