Fermión de Majorana
El fermión de Majorana es una de las ideas más profundas y elegantes en física teórica de partículas y física cuántica. Aunque su existencia no ha sido confirmada experimentalmente en partículas fundamentales, juega un rol crucial en varios campos, desde la física de neutrinos hasta la información cuántica.
Un fermión de Majorana es una partícula subatómica que es su propia antipartícula.
Fue propuesto en 1937 por el físico italiano Ettore Majorana como una alternativa a los fermiones de Dirac (como el electrón), que sí tienen una antipartícula distinta.
Observaciones:
En general un fermión de Dirac (como el electrón) tiene una antipartícula distinta (el positrón). Mientras que un fermión de Majorana es indistinguible de su antipartícula. Esto solo es posible para partículas neutras, ya que tener carga implicaría que la antipartícula tiene la carga opuesta.
La principal candidata a Fermión de Majorana es el neutrino. Si los neutrinos son de Majorana, entonces ellos y los antineutrinos serían la misma partícula.
Esto tendría implicaciones profundas para la violación del número leptónico, la asimetría materia-antimateria y el origen de la masa de los neutrinos.
Posible detección:
El experimento clave sería observar el decaimiento doble beta sin neutrinos
Este proceso solo puede ocurrir si el neutrino es una partícula de Majorana. Hasta hoy no se ha observado, pero hay experimentos en curso como GERDA, CUORE o KamLAND-Zen.
Propiedades del Fermión de Majorana:
Importancia de los Fermiones de Majorana:
- Explicación del origen de la masa de los neutrinos
El mecanismo de Seesaw predice que los neutrinos son de Majorana.
- Violación del número leptónico
Si existen, permiten procesos que cambian el número de leptones, lo que podría explicar por qué hay más materia que antimateria.
- Materia oscura
Algunos modelos de materia oscura contienen partículas de Majorana como candidatos.
- Computación cuántica topológica
En física del estado sólido, cuasipartículas tipo Majorana (en materiales especiales) se están investigando como qubits robustos frente a decoherencia.
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