Misteriosa quasiparticella di Majorana individuata con nuovo sistema

La misteriosa quasiparticella di Majorana, definita anche fermione di Majorana, è una delle più strane particelle ipotetiche mai concepite. Fu ipotizzata dal fisico italiano Ettore Majorana nel 1937 e vanta strane proprietà tra cui il fatto che è allo stesso tempo una particella e la sua antiparticella tanto che in determinati contesti materia e antimateria possono non annichilirsi e apparire come coppie relativamente stabili che possono interagire anche con il proprio ambiente.

Proprio per questo negli ultimi anni l’ipotetica particella di Majorana è salita alla ribalta perché potrebbe essere utilizzata nel contesto del calcolo quantistico. In un computer quantistico basato sulle quasiparticelle di Majorana le informazioni sarebbero infatti memorizzate in coppie di particelle e i calcoli sarebbero determinati dall’annientamento delle quasi particelle l’una con l’altra a seconda di come si intrecciano.
Già negli ultimi anni alcuni fisici hanno dichiarato di averla individuata in alcuni materiali, evidenze sperimentali comunque un po’ deboli tanto che si parla ancora di particella ipotetica. È il caso, per esempio, del cosiddetto neutralino, un’altra particella ipotetica del modello della supersimmetria che potrebbe essere un fermione di Majorana.

Il problema è che non si riesce a manipolarle e a realizzare un ambiente in cui realizzare esperimenti onde mostrarne l’esistenza con metodo scientifico.
Ora un nuovo studio, pubblicato questa settimana su Science, propone un nuovo metodo per individuare le quasiparticelle di Majorana nei materiali, come riferisce Ali Yazdani, professore di fisica dell’università di Princeton ed autore senior dello studio.
Con questo metodo, secondo i fisici che hanno realizzato questo studio, si può “verificare la loro esistenza immaginandole e possiamo caratterizzare le loro proprietà previste”.

Nello specifico, i fisici hanno ricreato un altro contesto in cui si potrebbe individuare la quasiparticella di Majorana, ossia nel canale che si può creare ai margini di un isolante topologico quando quest’ultimo viene messo in contatto con superconduttore.
Dato che le quasi particelle di Majorana si formano alle due estremità dei fili, potrebbe essere possibile visualizzarle tagliando il filo.

Eseguendo gli esperimenti, i ricercatori si sono resi conto che la quasiparticelle di Majorana appaiono solo quando piccoli magneti vengono magnetizzati parallelamente alla direzione del flusso di elettroni lungo il canale.
La quasi particella di Majorana che si forma con questo sistema si rivela anche abbastanza robusta secondo i ricercatori, tanto che resiste anche all’interruzione e può essere attivata e disattivata.
La scoperta può dunque rilevarsi un importante passo in avanti per l’eventuale utilizzo di questa particella nel campo dei computer quantistici.

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