En 1937, un joven y brillante f\u00edsico italiano llamado Ettore Majorana predijo la existencia de una part\u00edcula aparentemente imposible. No ten\u00eda carga y, por tanto, pod\u00eda comportarse a la vez como si estuviese hecha de materia y antimateria. Hac\u00eda solo unos a\u00f1os que Paul Dirac, otro joven y brillante f\u00edsico brit\u00e1nico, hab\u00eda explicado la teor\u00eda moderna de la antimateria. Esta ven\u00eda a decir que por cada elemento de materia conocida pod\u00eda haber un reverso con carga opuesta hecha de antimateria. As\u00ed, un electr\u00f3n tendr\u00eda su positr\u00f3n y un prot\u00f3n, su antiprot\u00f3n. Cuando ambos entraban en contacto se desintegraban de forma violenta dejando escapar un estallido de radiaci\u00f3n. La excepci\u00f3n era esa ex\u00f3tica part\u00edcula predicha por Majorana. Desde entonces, nadie ha conseguido observarla en la naturaleza. Su falta de carga har\u00eda que estas part\u00edculas, llamadas fermiones de Majorana, no interactuaran con la materia convencional con lo que ser\u00edan muy dif\u00edciles de detectar. Hoy se piensa que part\u00edculas similares podr\u00edan ser las que componen la esquiva materia oscura, esa sustancia que compone el 23% del universo sin que nadie a\u00fan haya conseguido observarla de forma directa. Un a\u00f1o despu\u00e9s de hacer su propuesta, como si fuese uno de sus fermiones indetectables, Ettore Majorana desapareci\u00f3 sin dejar rastro mientras viajaba en un barco hacia N\u00e1poles.<\/p>\n
Hoy, un equipo de investigadores de EEUU publica un estudio en el que demuestran haber observado fermiones de Majorana. Tal y como predijo el f\u00edsico, se trata de part\u00edculas que se comportan como si estuviesen hechas de materia y antimateria al mismo tiempo y que ser\u00edan a la vez una part\u00edcula y su propia antipart\u00edcula.<\/p>\n
\u201cHemos tomado una imagen directa del fermi\u00f3n de Majorana”<\/p>\n
El hallazgo no se ha hecho en un gran acelerador de part\u00edculas, como en el caso del bos\u00f3n de Higgs, sino en un experimento controlado con materiales superconductores y observado con un microscopio de efecto t\u00fanel, que permite ver un material a nivel at\u00f3mico. Los investigadores tomaron una fin\u00edsima tira de hierro de un \u00e1tomo de ancho y la enfriaron hasta rozar el cero absoluto (-273 grados). Fue entonces cuando, a cada extremo de la cadena, aparecieron los esquivos fermiones de Majorana.<\/p>\n
\u201cHemos tomado una imagen directa del fermi\u00f3n de Majorana usando el microscopio de efecto t\u00fanel en lugar de detectar su existencia de forma indirecta\u201d, explica a Materia Ali Yazdani, uno de los investigadores de Princeton autores del hallazgo. Sus resultados se publican hoy en la revista Science. En 2012, otro equipo europeo clam\u00f3 haber observado los mismos fermiones. Pero su detecci\u00f3n no era del todo directa y las se\u00f1ales observadas pod\u00edan deberse a otras causas. Las nuevas pruebas “dan m\u00e1s m\u00e1s credibilidad” a la creaci\u00f3n de part\u00edculas de Majorana, se\u00f1ala Lloren\u00e7 Serra, del Instituto nstituto de F\u00edsica Interdisciplinar y Sistemas Complejos (CSIC-UIB).<\/p>\n
Pero, \u00bfson estas part\u00edculas realmente fermiones como los predichos por el desaparecido Majorana? Es una cuesti\u00f3n que enciende a los f\u00edsicos que trabajan con detectores como el LHC o en grandes sensores para cazar neutrinos. Estos experimentos pueden observar part\u00edculas fundamentales naturales, producidas de forma espont\u00e1nea en el universo o de forma provocada haciendo chocar protones a velocidades cercanas a la de la luz. Por el contrario, las part\u00edculas generadas en experimentos como el de Princeton deben su comportamiento a los \u00e1tomos que las rodean, en este caso de hierro y plomo. No son part\u00edculas elementales sino una variante inferior que los f\u00edsicos denominan \u201ccuasipart\u00edculas\u201d. La gran pregunta ahora es si las propiedades que se observan en estas cuasipart\u00edculas se dan tambi\u00e9n en el mundo de las part\u00edculas elementales.<\/p>\n
Por ejemplo se piensa que el neutrino, que apenas interact\u00faa con la materia, podr\u00eda ser a la vez part\u00edcula y antipart\u00edcula. Esto explicar\u00eda c\u00f3mo pudo surgir un universo como el que conocemos, pero nadie, por ahora, lo ha conseguido demostrar. Otras posibles part\u00edculas de Majorana a\u00fan no confirmadas y tambi\u00e9n esenciales para entender el universo ser\u00edan los neutralinos, que compondr\u00edan la materia oscura, otro de los grandes interrogantes de la f\u00edsica actual.<\/p>\n
\u201cEl hecho de que la naturaleza produzca cuasipart\u00edculas de Majorana resulta cuando menos sugestivo de que las part\u00edculas elementales que pueden serlo, como el neutrino, tambi\u00e9n lo ser\u00e1n\u201d, opina Juan Jos\u00e9 G\u00f3mez-Cadenas. Este f\u00edsico del CSIC dirige un experimento en Canfranc con el que pretende ser el primero en detectar a ese esquivo neutrino que es part\u00edcula y su contrario. \u201cDa la impresi\u00f3n de que, tambi\u00e9n aqu\u00ed se cumple la regla que dice que la naturaleza siempre opta por que si una cosa es posible, entonces va y la implementa\u201d, resalta.<\/p>\n
Yazdani a\u00f1ade que \u201cquiz\u00e1s la clave del estudio sea que demostrar un concepto de forma experimental y con precisi\u00f3n en un sistema te puede dar confianza de que quiz\u00e1s esa misma idea juegue un papel en otro sistema\u201d. Y a\u00f1ade \u201cEsta pol\u00edtica de preguntarse \u2018\u00bfpor qu\u00e9 no? es probablemente la que inspir\u00f3 a Majorana y ha sido clave en muchos hallazgos cient\u00edficos\u201d.
\nDespu\u00e9s de 76 a\u00f1os, el destino del propio Majorana sigue siendo un misterio.<\/p>\n
Adelanto hacia la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/p>\n
M\u00e1s all\u00e1 de los misterios del cosmos, la investigaci\u00f3n en este campo tiene otra posible aplicaci\u00f3n en el terreno de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Esta disciplina pretende generar ordenadores millones de veces m\u00e1s potentes que los actuales aprovechando las propiedades cu\u00e1nticas de ciertas part\u00edculas. El hecho de que los fermiones generados sean duales, a la vez materia y antimateria, les da una sorprendente estabilidad respecto a su entorno, lo que podr\u00eda ayudar a usarlos para componer bits cu\u00e1nticos m\u00e1s manejables que los que actualmente se dise\u00f1an basados en electrones, seg\u00fan una nota de prensa difundida por Princeton. \u201cSon unos experimentos muy s\u00f3lidos, que dan m\u00e1s credibilidad a que la f\u00edsica de part\u00edculas Majorana aparece en los sistemas de materia condensada\u201d, opina Lloren\u00e7 Serra, que investiga los efectos cu\u00e1nticos de ciertos materiales en el Instituto nstituto de F\u00edsica Interdisciplinar y Sistemas Complejos (CSIC-UIB). Serra coincide en que el tipo de materiales usados en este estudio, cadenas de hierro superconductoras, tienen potencial para mejorar la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. \u201cLa gran ventaja que tienen\u201d, dice, es que los fermiones de Majorana \u201cest\u00e1n deslocalizados en los dos extremos del cable\u201d. Esto, dice, \u201cles hace robustos y un estado cuantico robusto frente a p\u00e9rdidas de coherencia es imprescindible para un ordenador cuantico\u201d.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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