Científicos de Stanford y California ponen fin a 80 años de búsqueda de una partícula elemental

Un equipo que incluye a científicos de Stanford dice que ha encontrado la primera evidencia firme del fermión de Majorana, una partícula cuya búsqueda lleva en marcha desde hace 80 años, y que podría ser clave en la construcción de computadoras cuánticas.

Fue descubierto en una serie de experimentos de laboratorio sobre materiales exóticos en la Universidad de California en colaboración con la Universidad de Stanford, cuyos resultados, de los que se hace eco Europa Press, se han publicado ahora en Science.

Aunque la búsqueda del famoso fermión parece más intelectual que práctico, podría tener implicaciones reales en la construcción de robustas computadoras cuánticas, según Shoucheng Zhang, físico teórico y uno de los principales autores del trabajo de investigación.

En una computadora clásica, la unidad de información se llama "bit" (y puede tener un valor de 1 o de 0), mientras que en una computadora cuántica, la unidad de información, denominada "qubit" puede tener cuatro valores (00, 01, 11 y 10). Esto hace que este tipo de computadoras, aún en fase teórica de desarrollo, sean potencialmente mucho más rápidas que las clásicas.

"Nuestro equipo predijo exactamente dónde encontrar el fermión de Majorana y qué buscar como su firma experimental", dijo Zhang. "Este descubrimiento concluye una de las búsquedas más intensivas en física fundamental, que duró exactamente 80 años".

En 1928, el físico Paul Dirac hizo la impresionante predicción de que cada partícula fundamental en el universo tiene una antipartícula - su gemelo idéntico pero con carga opuesta. Cuando la partícula y la antipartícula se encontraran, serían aniquiladas, liberando un brote de energía. Con seguridad, unos años más tarde se descubrió la primera partícula de antimateria - el opuesto del electrón, el positrón - y la antimateria se convirtió rápidamente en parte de la cultura popular.

Pero en 1937, otro físico brillante, Ettore Majorana, introdujo un nuevo giro: predijo que en la clase de partículas conocidas como fermiones, que incluye el protón, el neutrón, el electrón, el neutrino y el quark, debería haber partículas que son sus propias antipartículas.

"Parece ser una observación realmente limpia de algo nuevo", dijo Frank Wilczek, físico teórico y Premio Nobel del Instituto Tecnológico de Massachusetts que no participó en el estudio. "No es fundamentalmente sorprendente, porque los físicos han pensado durante mucho tiempo que los fermiones de Majorana podrían surgir de los tipos de materiales utilizados en este experimento, pero ellos reunieron varios elementos que nunca habían sido reunidos antes, y las ingeniería para que este nuevo tipo de partícula cuántica se pueda observar de una manera limpia y robusta es un hito real".