Ogni particella fondamentale dell’universo ha una antiparticella, che ha la stessa massa, ma la carica opposta. Se una particella dovesse mai incontrare la sua antiparticella, le due si annichilerebbero a vicenda in un lampo di energia. Ma, da tempo, è stato teorizzato che esiste un’eccezione alla regola, con alcune particelle che sono effettivamente le proprie antiparticelle. Ora, gli scienziati di Stanford e dell’Università della California, hanno trovato la prima prova di tale assunto, definito “particella angelica“.
La teoria risale al 1937, quando il fisico Ettore Majorana ha evidenziato un divario nella famiglia delle particelle fermioni. I protoni, gli elettroni, i neutroni, i neutrini e i quark sono tutti fermioni e hanno tutte le corrispondenti antiparticelle ma, secondo i calcoli di Majorana, ci dovrebbero essere particelle che sono anche le loro antiparticelle.
Poiché non hanno alcuna carica, i neutroni e i neutrini sono stati i migliori candidati per essere assunti come tali. C’è ancora un grosso punto interrogativo che pende sui neutrini, tanto che sono attualmente in corso esperimenti per determinare se essi sono la propria antiparticella. Tuttavia, la difficoltà degli esperimenti ha allungato i tempi di risposta.
Nel frattempo, il modo più probabile per trovare i fermioni di Majorana è cercare le “quasi particelle”. Come suggerisce il nome, queste non sono particelle particolarmente naturali, ma nascono dal comportamento collettivo degli elettroni e hanno determinate proprietà delle particelle. In pratica, il concetto può essere spiegato come quello le bolle in una bevanda: anche le bolle emergono dal “comportamento collettivo” delle sostanze chimiche nella bevanda e, anche se non sono oggetti realmente indipendenti, le bolle hanno proprietà misurabili per dimensioni, forma, ecc.
Allo stesso modo, le quasi particelle potrebbero non verificarsi al di fuori di condizioni molto specifiche, ma possono essere considerate in tal modo se presentano tutte le proprietà giuste. Ora, i ricercatori di Stanford e dell’UC dicono di aver trovato una prova che indica la presenza di questi fermioni ipotetici. “Il nostro team ha previsto esattamente dove trovare i fermioni e cosa cercare“, spiega Shoucheng Zhang, uno degli autori del documento di ricerca. “Questa scoperta conclude una delle ricerche più intensive della fisica fondamentale, che è durata esattamente 80 anni”.
Zhang propone che la scoperta del team possa essere chiamata “particella angelica”, ispirandosi al romanzo di Dan Brown Angels and Demons, nel quale una bomba viene alimentata dalla riunione di materia e antimateria. A lungo andare, Majorana e la sua teoria potrebbero trovare applicazione pratica nel meccanismo per rendere più sicuri i computer quantistici.
La ricerca è stata pubblicata nella rivista Science.
