Científicos hallan por primera vez la "particula ángel"

La inusual partícula, teorizada hace 80 años, tiene la particularidad de que actúa al mismo tiempo como su propia antipartícula.

Foto 1. "Partícula ángel"

Foto 2. Materia y antimateria.

Cuando se produjo Big Bang, se cree que en el Universo surgieron cantidades iguales de materia y antimateria. Es decir, todas las partículas del Universo tendrían su propio gemelo -una antipartícula- y si alguna vez se encontraran se aniquilarían liberando una pequeña cantidad de energía. Por ejemplo, la antipartícula del electrón es el positrón, que posee la misma materia pero una carga eléctrica opuesta.





Sin embargo, un físico italiano llamado Ettore Majorana profundizó mucho más en el tema en 1937. Sugirió que existía una peculiar clase de partículas conocida como fermiones de Majorana -entre las que se incluyen protones, electrones y neutrones- que eran su propia antipartícula.

Ochenta años más tarde, unos físicos consideran que han dado con la primera evidencia de que los fermiones de Majorana son reales y les han denominado 'Partícula Ángel', en referencia al thriller Ángeles y Demonios en el que una hermandad pretende devastar la ciudad del Vaticano con una bomba hecha de materia y antimateria.
"Nuestro equipo predijo exactamente dónde encontrar el fermión de Majorana y qué se debe buscar como evidencia. Este descubrimiento da por terminada una de las búsquedas más intensas de la física fundamental, una que ha durado exactamente 80 años", manifiesta Shoucheng Zhang, físico de la Universidad de Standford que junto a sus compañeros publica en la revista Science.
Lo observaron en una prueba de laboratorio en la que colocaron finas membranas de dos materiales cuánticos juntos y se envió una corriente eléctrica a través de ellas en una cámara de vacío enfriada. Los electrones corrían por esa estructura como si fuera una cinta de gimnasio.
Con un imán, los físicos pudieron modificar la velocidad de los electrones y cambiar su dirección, con lo que en algunos puntos detectaron que emergían parejas de partículas de Majorana o al menos, como aclaran, un material que se comporta como ellas. El tipo concreto que analizaron fue el fermión quiral, que se desplaza en una única dirección.
Los autores apuntan que la existencia de partículas de Majorana podría desencadenar la revolución tecnológica de los ordenadores cuánticos en el futuro, mucho más veloz y potente que los actuales. Un solo qubit, o bit cuántico, de información podría guardarse en dos fermiones separados de Majorana, por lo que aunque en uno hubiera una interferencia, el otro seguiría manteniendo la información. Todo un ángel de la guarda.

-¿Que es la partícula ángel?
Cada partícula fundamental en el universo tiene una antipartícula, que tiene la misma masa, pero la carga opuesta. Si una partícula llegara a encontrarse con su antipartícula, los dos se aniquilarían en una explosión de energía. Pero se dice que hay una excepción a la regla, con ciertas partículas que son en realidad sus propias antipartículas. Ahora, los científicos de Stanford y la Universidad de California han encontrado la primera evidencia fuerte de este tipo de partículas, que denominan “partícula ángel”.
¿Qué es la antimateria?
La antimateria y la materia son simétricas, idénticas en masa, pero con carga contraria. Según esto, cada partícula del universo posee su propia antipartícula. Eso sí, "con una interesante propiedad: la materia, en contacto con la antimateria, desaparecerían en un estallido de energía", tal como cuenta el doctor en física de partículas y divulgador científico, Javier Santaolalla. "La existencia de la antimateria ha sido probada por la ciencia, y se ha observado y medido en rayos cósmicos, en entornos controlados de laboratorio y en materiales radiactivos".
Por tanto, con un antiprotón y un antielectrón, sería posible formar todos los átomos y moléculas que quisiéramos: antihidrógeno, antiagua… De hecho, la ciencia predice que, si nos encontráramos con nuestro doble de antimateria, exactamente igual a nosotros, ambos desapareceríamos en un estallido de energía inimaginable. Una información que permite plantear la opción de usar la antimateria como fuente de energía.
-Posibles aplicaciones
El futuro, Zhang afirma que los fermiones de Majorana podrían ser usados para construir ordenadores cuánticos cuya información no sea eliminada por el ruido ambiental. Un único qubit de información podría almacenarse en dos fermiones ampliamente separados de Majorana, disminuyendo la posibilidad de que algo pudiera perturbarlos a la vez y hacerles perder la información que llevan. Aunque el descubrimiento no deriva en una aplicación práctica inmediata, los autores esperan que la existencia de esta singular partícula, pudiera ser usada para dar el impulso definitivo en la fabricación de las prometidas computadoras cuánticas, las cuales los científicos aseveran, serán formidablemente más poderosas que los ordenadores existentes en la actualidad.
-Descubrimiento y diferentes investigaciones
El hallazgo del fermión de Majorana pone fin a 80 años de intensa búsqueda de físicos de todo el mundo.
En 1928, el físico Paul Dirac hizo una extraordinaria predicción: todas y cada una de las partículas fundamentales del Universo tienen una “antipartícula”, un gemelo idéntico a ellas pero con carga eléctrica opuesta. De forma que, cuando una partícula se encuentra con su antipartícula, ambas se aniquilan, produciendo un breve destello de energía. Apenas unos años después, se descubrió la primera antipartícula de antimateria, el positrón (opuesta al electrón), y la antimateria pasó rápidamente a formar parte de la cultura popular.

Sin embargo, en 1937, otro físico brillante, Ettore Majorana, dio un nuevo giro a la situación al predecir que en el caso de las partículas conocidas como fermiones(entre las que se incluye el protón, el neutrón, el electrón, el neutrino y el quark), deberían existir partículas que fueran, además, sus propias antipartículas.
Ahora, ochenta años después, un equipo de físicos ha logrado encontrar la primera evidencia de que los “fermiones de Mejorana” existen realmente. El hallazgo se llevó a cabo después de una serie de experimentos con materiales exóticos en los laboratorios de la Universidad de California, en colaboración con científicos de la Universidad de Stanford. Los resultados de los experimentos, dirigidos por los profesores Jing Xia y Kang Wang, siguiendo paso a paso el plan elaborado por Shoucheng Zhang, de Stanford, acaban de publicarse en Science.
“Nuestro equipo predijo exactamente dónde encontrar el fermión de Majorana y qué se debe buscar como evidencia -explica Zhang-. Este descubrimiento da por terminada una de las búsquedas más intensas de la física fundamental, una que ha durado exactamente 80 años”.

Para el físico, y a pesar de que el famoso fermión parece ser una cosa más teórica que práctica, su hallazgo podría tener implicaciones concretas a la hora de construir computadoras cuánticas más estables en el futuro.
Bibliografia:

http://www.playgroundmag.net/noticias/actualidad/particula_angel-antiparticula-ordenadores_cuanticos_0_2016398351.html

https://actualidad.rt.com/actualidad/245185-cientificos-descubrir-particula-angel