Εντοπίστηκε το φευγαλέο σωματίδιο Majorana

photo credit: Ilya Dorzdov, Yazdani Lab, Princeton University. The peaks at the end of an iron wire indicate an absence of magnetism characteristic of a long-sought particle.

Μία ομάδα φυσικών από το πανεπιστήμιο του Πρίνστον ανακοίνωσε σήμερα πως εντόπισε για πρώτη φορά ένα εξωτικό σωματίδιο με ξεχωριστές ιδιότητες η ύπαρξη του οποίου είχε προβλεφθεί πριν από περίπου 80 χρόνια από τον Ιταλό φυσικό Ετόρε Μαχοράνα.
Όλα τα σωματίδια στη φύση έχουν το αντίστοιχο αντισωματίδιο καθώς η συνήθης ύλη και η αντιύλη αποτελούν δύο καθόλα μαθηματικά αποδεκτές εκδοχές της ύλης. Το σωματίδιο Μαχοράνα όμως, είναι το μόνο φερμιόνιο (σωματίδιο ύλης) που δεν έχει ξεχωριστό αντισωματίδιο αλλά αποτελεί το ίδιο το αντισωματίδιό του.
Η έρευνα για το μυστηριώδες σωματίδιο είχε ξεκινήσει από τις πρώτες μέρες της επιστημονικής επανάστασης της κβαντικής μηχανικής, δίχως όμως να δώσει αποτελέσματα. Ειρωνεία της ιστορίας, πέρα από το μυστήριο με το σωματίδιο Μαχοράνα και η εξαφάνιση του ίδιου του Ιταλού φυσικού, λίγο καιρό μετά τη δημοσίευση της πιο σημαντικής εργασίας του, αποτελεί ένα από τα σημαντικά μυστήρια της ιστορίας της σύγχρονης επιστήμης.

Ο σπουδαίος Ιταλός φυσικός, Εττόρε Μαχοράνα με σημαντική συνεισφορά στην έρευνα για τη μάζα των νετρίνων, εξαφανίστηκε από προσώπου γης στις 25 Μαρτίου του 1938, σε ηλικία μόλις 31 ετών.

Για να εντοπίσουν το σωματίδιο Μαχοράνα οι ερευνητές του Πρίνστον χρειάστηκαν ένα μικροσκόπιο ύψους δύο ορόφων με τη βοήθεια του οποίου παρατήρησαν την άκρη ενός πολύ λεπτού καλωδίου, με διάμετρο αντίστοιχη με ενός ατόμου το οποίο είχε ψυχθεί στη θερμοκρασία των -272ο C, προκειμένου να μετατραπεί σε αγωγό του ρεύματος δίχως ηλεκτρική αντίσταση.
Τα σωματίδια Μαχοράνα είχε προβλεφθεί πως μπορούν να παρατηρηθούν στις αιχμές ορισμένων τέτοιων υλικών, τουλάχιστον όταν στην επιφάνειά τους προκαλούνται φαινόμενα που σχετίζονται με τη θεωρία της σχετικότητας. Για την ανίχνευση του φευγαλέου σωματιδίου, η ερευνητική ομάδα χρειάστηκε δύο χρόνια παρατηρήσεων.

Για να εντοπίσουν το σωματίδιο Μαχοράνα οι ερευνητές του Πρίνστον χρειάστηκαν ένα μικροσκόπιο ύψους δύο ορόφων.

«Εάν θέλει κανείς να βρει τέτοια σωματίδια θα πρέπει πράγματι να χρησιμοποιήσει ένα τόσο μεγάλο μικροσκόπιο, δήλωσε ο Αλί Γιαζντάνι, καθηγητής φυσικής στο Πρίνστον ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας που δημοσιεύει το περιοδικό Science. «Πρόκειται για μία συναρπαστική ανακάλυψη που θα αποφέρει και πρακτικούς καρπούς, καθώς η μέθοδός μας επιτρέπει στους επιστήμονες τη χρήση των σωματιδίων αυτών για εφαρμογές όπως οι κβαντικοί υπολογιστές», συμπλήρωσε.
Πέρα από το θεωρητικό ενδιαφέρον γύρω από την ύπαρξή τους και τις προεκτάσεις που αυτή θα είχε στις φυσικές θεωρίες, τα σωματίδια Μαχοράνα πιστεύεται πως όντως μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών καθώς αποτελούν πολύ σταθερά σωματίδια που αντιδρούν πολύ ασθενώς με το περιβάλλον τους.
Η ιδιότητά τους αυτή επιτρέπει θεωρητικά την κατασκευή πολύ πιο σταθερών κβαντικών συστημάτων και ενός πιο αξιόπιστου τρόπου κωδικοποίησης της κβαντικής πληροφορίας.

Πηγή: Ναυτεμπορική
http://www.scientificamerican.com/article/majorana-particle-matter-and-antimatter/
http://www.sciencemag.org/content/early/2014/10/01/science.1259327
http://tinanantsou.blogspot.gr/2012/08/majorana.html