O contador Geiger é uma das primeiras ferramentas de medição usadas na mecânica quântica. Compreender como ele funciona lança luz sobre o problema da medição .

O contador Geiger é um tubo de vácuo preenchido com um gás de baixa pressão que é facilmente ionizado por partículas de alta energia, como as emitidas no decaimento nuclear radioativo - partículas alfa (núcleos de hélio), partículas beta (elétrons) e raios gama.

A radiação é detectada quando um gás inerte (geralmente hélio, néon ou argônio) a baixa pressão conduz elétrons do cátodo para o ânodo quando uma partícula ou fóton de radiação torna o gás condutor por ionização. O contador Geiger amplifica um único evento de ionização por meio de uma avalanche de bilhões de elétrons, que aparece como um pulso de corrente facilmente mensurável.

Note que a avalanche dissipa muita energia térmica, aumentando consideravelmente a entropia global, mas a medição do pulso de energia macroscópico também gera uma diminuição local da entropia – o bit ou bits de informação sobre a captura de uma partícula pelo contador Geiger.

Todas as medições quânticas que se tornam observações têm um caráter de três etapas, que começa quando a função de onda que descreve um sistema quântico, evoluindo deterministicamente de acordo com a equação de Schrödinger , encontra (ou talvez se emaranha com) um aparelho de medição.

1. Na teoria quântica padrão, o primeiro elemento necessário é o colapso da função de onda . Este é o postulado da projeção de Dirac , que John von Neumann chamou de Processo 1 em qualquer medição.

   Note que o colapso pode não deixar um registro definitivo. Se nada no ambiente for afetado macroscopicamente a ponto de deixar um registro indelével do colapso, podemos dizer que nenhuma informação sobre o colapso é criada. A grande maioria dos colapsos é desse tipo. Além disso, informações podem ser destruídas. Por exemplo, colisões entre átomos ou moléculas em um gás apagam informações anteriores sobre suas trajetórias.

2. Se o colapso ocorrer quando o sistema quântico estiver emaranhado com um aparelho de medição macroscópico, um aparelho bem projetado também "colapsará" em um estado "indicador" correlacionado que pode ser visto por um observador como nova informação. O contador Geiger produz essa informação observável na forma de um pulso de corrente elétrica macroscópico.
   
   Este é o segundo elemento necessário: um registro determinado do evento. Observe que isso é impossível sem um processo termodinâmico irreversível que envolve: a) a criação de pelo menos um bit de nova informação (entropia negativa) e b) a transferência, para fora do aparelho de medição, de uma quantidade de entropia positiva (geralmente muito, muito) maior do que a informação criada. Em um contador Geiger primitivo, um sinal sonoro pode ser emitido. Em uma unidade mais sofisticada, o visor digital é incrementado.

   Note que não é necessária a participação de um observador consciente. Podemos generalizar este segundo passo para um evento no mundo físico que não foi projetado como um aparato de medição por um cientista da área física, mas que, mesmo assim, deixa um registro indelével do colapso de um estado quântico. Este pode ser um evento único altamente específico ou a consequência macroscópica de bilhões de eventos em nível atômico-molecular.

3. Finalmente, o terceiro elemento necessário é que o registro determinado e indelével seja observado por um observador, presumivelmente consciente, embora a própria consciência não tenha nada a ver com a medição (apesar da intriga de von Neumann sobre algum tipo de "paralelismo psicofísico").

Quando temos esses três elementos essenciais, temos o que normalmente entendemos por medição e observação, ambas envolvendo um ser humano.

Quando temos apenas os dois primeiros, podemos dizer metaforicamente que o "universo está medindo a si mesmo", criando um registro de informações sobre eventos de colapso quântico. Por exemplo, cada átomo de hidrogênio formado no início da era da recombinação é um registro do período em que corpos macroscópicos poderiam começar a se formar. Um certo padrão de fótons registra a explosão de uma supernova a bilhões de anos-luz de distância. Quando detectado pelo CCD de um telescópio, torna-se uma observação potencial. Cráteres na face oculta da Lua registraram colisões com detritos do sistema solar que só puderam ser observadas quando a primeira missão da NASA orbitou a Lua.

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