Ettore Majorana

Si hi ha un físic que podria ser protagonista d’un thriller aquest és Ettore Majorana nascut el 1906 a Catània, la segona ciutat de Sicília, prop del volcà Etna i desaparegut de forma misteriosa el 26 de mars del 1938 desprès d’haver deixat notes contradictòries que suggereixen un suïcidi o un internament en un monestir.

Majorana, segons Fermi amb qui va col·laborar, va ser un geni de la física a l’alçada de Newton i Galileu.  I aquestes paraules no les podem prendre a la lleugera,  ja que Fermi va ser un dels grans físics del segle XX, premi Nobel , participant en el projecte Manhattan i desenvolupador del primer reactor nuclear.  Es pot dir que va ser el darrer gran físic que era teòric i experimental a la vegada.

Ettore Majorana

 

Enrico Fermi

 

There are several categories of scientists in the world; those of second or third rank do their best but never get very far. Then there is the first rank, those who make important discoveries, fundamental to scientific progress. But then there are the geniuses, like Galilei and Newton. Majorana was one of these

—(Enrico Fermi about Majorana, Rome 1938)

 Majorana era una persona més aviat tímida i poc donada a publicar. Fermi l’incentivava a fer-ho, però ell es resistia vehementment bé perquè considerava que els seus resultats no eren importants (en contra del parer de Fermi) o perquè no els havia encara perfeccionat. 

Una de les anècdotes que descriu el llibre “En cherchant Majorana” del físic francés Étienne Klein és la següent. Els Joliot-Curie publiquen en el 1932 els resultats del seus experiments on pensen haver descobert un nou fenomen físic. Bombardejant nuclis lleugers amb partícules alfa (nuclis d’heli) s’emet un raig neutre penetrant i usant aquest raig, que ells consideren que és un feix de fotons, aconsegueixen arrancar protons de la parafina, una substància rica en protons.   Majorana llegeix el seu article d’una tirada i declara: “Cretins, no han comprés que han descobert una nova partícula, el neutró”.  Rutherford havia ja vist que la massa dels àtoms diferia de la massa dels seus protons en un nombre enter de protons i parlava dels “protons neutres”, que pensava que eren una barreja de protó i electró,  i més tard simplement els va anomenar neutrons.

Aquesta interpretació correcta que va donar Majorana era un descobriment sensacional a la època, ja que significava de passar de dues partícules elementals, el protó i l’electró, a tres. Majorana en pocs dies va construir un model teòric revolucionari descrivint com interactuen fortament els neutrons i els protons en el nucli. Aquest model explica la radioactivitat beta, l’emissió d’un electró per part de certs nuclis que resulta de la metamorfosi d’un neutró en un protó que es queda al nucli i un electró que escapa.  Majorana explica les conclusions a Fermi que queda estupefacte i el pressiona a publicar els resultats que considera capitals, però Majorana refusa encara amb més força.  Alguns dies més tard de la publicació dels resultats dels Joliot-Curie i les cogitacions silencioses de Majorana, Chadwick,  antic estudiant de Rutherford i investigador al laboratori Cavendish de Cambridge, prova l’existència del neutró i el 17 de febrer envia un article d’una pàgina a la revista Nature gràcies al qual obtindrà en el 1935 el premi Nobel de física. Els Joliot-Curie van obtenir el de química el mateix any pel descobriment de la radioactivitat artificial.

Majorana també tenia una gran capacitat de càlcul mental. Podia calcular exponencials, logaritmes, integrals definides, arrels quadrades ràpidament en el seu cap.

Majorana és avui d’actualitat perquè va predir l’existència de partícules que avui es coneixen per “majoranes” i que són la seva pròpia antipartícula. S’estan fent experiments per determinar si els neutrins són majoranes. De vegades,  en la desintegració de certs nuclis com el calci 48, el germani 76 o el seleni 82 es produeix una doble desintegració beta en la que s’emeten dos electrons i dos antineutrins i ara es tracta de veure si en aquestes desintegracions a vegades només es produeixen només dos electrons,  el que provaria que els neutrins (o antineutrins) són la seva pròpia antipartícula. Si fos així, això obligaria a modificar el model estàndard i permetria comprendre perquè en el principi de l’univers va existir un petit excés de matèria sobre antimatèria, aquest petit excés és el que ens ha portat aquí. Aquest és un dels grans misteris de la física. També és possible que les partícules de la matèria fosca siguin majoranes, ja que podrien estar constituïdes, segons Klein, per fotinos la superpartícula del fotó, encara que els darrers experiments del col·lisionador de protons del CERN no han aportat proves de les superpartícules de la teoria de la supersimetria.