Scoperte tracce dell’ enigmatico fermione di Majorana

Al confine tra materia e antimateria

Per la prima volta, un gruppo di nanoscienziati olandesi è riuscito a rilevare una particella di Majorana. La particella prende il suo nome da Ettore Majorana, brillante fisico italiano.
Nel 1930 Majorana, dedusse  la possibilità dell’esistenza di una particella molto particolare basata sulla teoria quantistica che è anche la propria antiparticella, chiamata fermione di Majorana. In realtà, la particella di Majorana potrebbe essere al confine tra materia e antimateria.

Ora, gli scienziati del TU Delft’s Kavli Institute e della Foundation for Fundamental Research on Matter (FOM Foundation) che hanno pubblicato il risultato della loro ricerca sulla rivista Science, sono riusciti a trovare le tracce del fermione di Majorana.
Usando la tecnica di spettroscopia a effetto tunnel, questi ricercatori hanno rilevato i particolari segnali di picco che potevano essere spiegati con la presenza dei fermioni di Majorana.

Il  computer quantistico e la materia scura

I fermioni di Majorana sono molto interessanti, non solo perche la loro scoperta apre un nuovo capitolo della fisica fondamentale, ma anche perché giocano un ruolo nella cosmologia. Una teoria suggerisce che la misteriosa materia oscura che costituisce la maggior parte dell’universo, è composta dai fermioni di Majorana. Inoltre, gli scienziati conoscono queste particelle come i mattoni principali dei computer quantistici. Questi computer sono più potenti dei migliori supercomuter, ma esistono solo in teoria. Contrariamente ad un computer quantistico ordinario, un computer quantistico basato sui fermioni di Majorana eccezionalmente è più stabile e più sensibile.

I nanofili

Per la prima volta, utilizzando una materia superconduttrice e un potente campo magnetico, i ricercatori del team di Leo Kouwenhoven hanno creato un dispositivo elettronico nella scala dei nanometri in cui una coppia dei fermioni di Majorana  appaiono all’estremità di un nanofilo.
“Le misurazioni delle particelle all’estremità di un nanofilo potrebbero spiegare la presenza di una coppia dei fermioni di Majorana”, dice Leo Kouwenhoven.
Gli acceleratori di particelle
Teoricamente dovrebbe essere possibile individuare un fermione di Majorana con un acceleratore di particelle come l’LHC del Cern di Ginevra. Sembra che il Large Hadron Collider attuale non sia abbastanza sensibile per rilevarlo. Secondo i fisici, però, c’è un’altra possiblità: i fermioni di Majorana potrebbero anche apparire dentro le nanostrutture.
“Abbiamo scoperto che una particella di Majorana creata con questo metodo è molto simile a quella che potrebbe essere osservata in un acceleratore di particelle” dichiara Leo Kouwenhoven.

Chi è Ettore Majorana

È  stato un fisico teorico italiano. Le sue opere e contributi più importanti hanno riguardato la fisica nucleare e la meccanica quantistica relativistica, con particolari applicazioni nella teoria dei neutrini. La sua improvvisa e misteriosa scomparsa ha suscitato, dalla primavera del 1938 fino ad oggi, continue speculazioni a riguardo di un possibile suicidio o di un allontanamento volontario.

La ricerca è stata finanaziata dalla FOM Foundation e da Microsoft