Descoperire neașteptată: care este particula care se comportă și ca materie și ca antimaterie

La începutul secolului XX, pe când fizica cuantică, aflată la primii pași, era văzută mai degrabă ca o ciudățenie, oamenii de știință au avansat ipoteza că toate particulele subatomice comune, așa cum sunt electronii sau protonii, au un corespondent misterios din antimaterie, cu aceeași masă, dar sarcină electrică opusă — antielectron sau antiproton. Cercetătorii susțineau că atunci când o particulă de materie intră în contact cu corespondentul său din antimaterie se anihilează reciproc.

Fizicianul italian Ettore Majorana a fost primul om de știință care a emis, în 1937, ipoteza că ar putea exista o particulă — ce a primit denumirea de fermionul lui Majorana — care să fie propria sa antiparticulă, iar de atunci comunitatea științifică a tot cautat această particulă, scrie Agerpres.

În cadrul studiului lor, cercetătorii de la Princeton au conceput un experiment simplu pentru a observa ceea ce ei au numit „particule emergente” ce pot fi depistate în cadrul unui material — și pentru care nu este nevoie de vidul unui accelerator gigantic de particule, așa cum a fost nevoie pentru descoperirea bosonului lui Higgs.

„Este o descoperire ce poate avea importante avantaje practice pentru că permite oamenilor de știință să manipuleze particule exotice pentru diferite aplicații potențiale, printre care și realizarea de procesoare cuantice”, susține Ali Yazdani, profesor de fizică la Universitatea Princeton și coordonatorul echipei care a realizat această descoperire.

Cercetătorii au plasat un lanț de atomi de fier pe un suport superconductor din plumb. Ei au răcit apoi aceste materiale până la—271 grade Celsius (cu doar 2 grade deasupra lui 0 absolut — punctul de pe scara termodinamică la care energia termică a unui sistem își atinge minimul, în sensul că nu se mai poate extrage căldură din respectivul sistem). Ei au urmărit acest sistem experimental prin intermediul unui microscop foarte puternic. Astfel s-a detectat un semnal electric neutru la capătul lanțului din atomi de fier, semnal considerat a reprezenta „semnătura” ipoteticului fermion al lui Majorana.

Oamenii de știință susțin că proprietățile observate la acest fermion îl transformă într-un excelent candidat pentru obținerea unor biți cuantici pentru sistemele de calcul ultraperformante ale viitorului.

„Unul dintre primii pași în realizarea unui calculator cuantic este obținerea unui bit cuantic. Un bit cuantic ideal ar trebui să aibă proprietatea de a putea fi controlat, dar să nu interacționeze cu mediul și să rămână neschimbat”, mai susține prof. Yazdani.