Ettore Majorana ( / m aɪ ə ˈ r ɑː n ə / , [2] italiano: [ˈɛttore majoˈraːna] ; nacido el 5 de agosto de 1906 - probablemente fallecido en o después de 1959) [1] fue un físico teórico italiano que trabajó en las masas de los neutrinos . El 25 de marzo de 1938, desapareció en circunstancias misteriosas después de comprar un billete para viajar en barco desde Nápoles a Palermo .
La ecuación de Majorana y los fermiones de Majorana llevan su nombre. En 2006 se creó el Premio Majorana en su memoria.
En 1938, Enrico Fermi dijo lo siguiente sobre Majorana: "Hay varias categorías de científicos en el mundo; los de segundo o tercer rango hacen lo mejor que pueden pero nunca llegan muy lejos. Luego está el primer rango, aquellos que hacen descubrimientos importantes, fundamentales para el progreso científico. Pero luego están los genios, como Galileo y Newton . Majorana era uno de ellos". [3]
Majorana nació en Catania , Sicilia . Su tío, Quirino Majorana, también era físico. Dotado para las matemáticas, Majorana comenzó sus estudios universitarios de ingeniería en 1923, pero se pasó a la física en 1928 a instancias de Emilio Segrè . [4] : 69–72 Era muy joven cuando se unió al equipo de Enrico Fermi en Roma como uno de los " chicos de Via Panisperna ", que tomaron su nombre de la dirección de su laboratorio.
Los primeros artículos de Majorana trataron problemas de espectroscopia atómica . Su primer artículo, publicado en 1928, fue escrito cuando era estudiante y fue coescrito por Giovanni Gentile, Jr., profesor adjunto en el Instituto de Física de Roma. Este trabajo fue una aplicación cuantitativa temprana a la espectroscopia atómica del modelo estadístico de Fermi de la estructura atómica (ahora conocido como el modelo de Thomas-Fermi , debido a su descripción contemporánea por Llewellyn Thomas ).
En este artículo, Majorana y Gentile realizaron cálculos de primeros principios dentro del contexto de este modelo que dio una buena explicación de las energías de los electrones del núcleo observadas experimentalmente del gadolinio y el uranio , y de la división de la estructura fina de las líneas de cesio observadas en los espectros ópticos. En 1931, Majorana publicó el primer artículo sobre el fenómeno de la autoionización en los espectros atómicos, al que llamó "ionización espontánea"; un artículo independiente del mismo año, publicado por Allen Shenstone de la Universidad de Princeton , lo llamó "autoionización", un nombre utilizado por primera vez por Pierre Auger . Este nombre, sin el guión, se ha convertido desde entonces en el término convencional para el fenómeno.
Majorana obtuvo su Laurea en física en la Universidad de Roma La Sapienza en 1929. En 1932, publicó un artículo en el campo de la espectroscopia atómica sobre el comportamiento de los átomos alineados en campos magnéticos variables en el tiempo. Este problema, también estudiado por II Rabi y otros, condujo al desarrollo de una importante subrama de la física atómica, la espectroscopia de radiofrecuencia. En el mismo año, Majorana publicó su artículo sobre una teoría relativista de partículas con momento intrínseco arbitrario, en el que desarrolló y aplicó representaciones de dimensión infinita del grupo de Lorentz , y proporcionó una base teórica para el espectro de masas de partículas elementales. Como la mayoría de los artículos de Majorana, escritos en italiano, languideció en una relativa oscuridad durante varias décadas. [5]
En 1932, Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot realizaron experimentos que demostraron la existencia de una partícula desconocida que, según sugirieron, era un rayo gamma . Majorana fue el primero en interpretar correctamente el experimento, ya que requería una nueva partícula que tuviera una carga neutra y una masa similar a la del protón ; esta partícula es el neutrón . Fermi le aconsejó que escribiera un artículo sobre el tema, pero Majorana no lo hizo. James Chadwick demostró la existencia del neutrón mediante un experimento más tarde ese año, y recibió el Premio Nobel por este descubrimiento. [6]
Majorana era conocido por no buscar el reconocimiento por sus descubrimientos, pues consideraba que su trabajo era trivial. Escribió sólo nueve artículos en su vida.
"A instancias de Fermi, Majorana abandonó Italia a principios de 1933 gracias a una beca del Consejo Nacional de Investigación. En Leipzig , Alemania, conoció a Werner Heisenberg . En cartas que posteriormente le escribió a Heisenberg, Majorana le reveló que había encontrado en él no sólo un colega científico, sino un cálido amigo personal". [4] : 71
Los nazis habían llegado al poder en Alemania cuando Majorana llegó allí. Trabajó en una teoría del núcleo (publicada en alemán en 1933) que, en su tratamiento de las fuerzas de intercambio, representó un desarrollo posterior de la teoría del núcleo de Heisenberg . Majorana también viajó a Copenhague ese año, donde trabajó con Niels Bohr , otro ganador del Premio Nobel , y amigo y mentor de Heisenberg.
"En el otoño de 1933, Majorana regresó a Roma con mala salud, pues había sufrido una gastritis aguda en Alemania y, al parecer, padecía agotamiento nervioso. Sometido a una dieta estricta, se volvió solitario y se volvió duro en su trato con su familia. A su madre, con la que había mantenido una cálida relación anteriormente, le había escrito desde Alemania que no la acompañaría en sus habituales vacaciones de verano junto al mar. Apareció con menos frecuencia en el instituto y pronto apenas salió de su casa; el joven y prometedor físico se había convertido en un ermitaño. Durante casi cuatro años se aisló de sus amigos y dejó de publicar". [4] : 71
Durante estos años, en los que publicó pocos artículos, Majorana escribió numerosos trabajos breves sobre geofísica , ingeniería eléctrica , matemáticas y relatividad . Estos trabajos inéditos, conservados en la Domus Galileiana de Pisa , fueron editados por Erasmo Recami y Salvatore Esposito.
El último artículo publicado por Majorana, en 1937, fue una elaboración de una teoría simétrica de electrones y positrones . Predijo que en la clase de partículas conocidas como fermiones, debería haber partículas que son sus propias antipartículas. La solución de la ecuación de Majorana produce esas partículas, ahora conocidas como fermiones de Majorana . Se ha especulado con que al menos una parte de la "masa faltante" en el universo, que no puede detectarse excepto por inferencia de su influencia gravitatoria, puede estar compuesta de partículas de Majorana.
En 1938, a la edad de 32 años, se convirtió en profesor titular de física teórica en la Universidad de Nápoles , independientemente de las reglas del concurso, sin necesidad de presentarse a un examen debido a su "alta fama de singular experiencia alcanzada en el campo de la física teórica". [7] [8]
Majorana realizó un trabajo teórico profético sobre las masas de los neutrinos , un tema de investigación activo a partir de 2017. [update][ 9]
Según se informa, Majorana había retirado todo su dinero de su cuenta bancaria antes de realizar un viaje de Nápoles a Palermo. [7] Es posible que haya viajado a Palermo con la esperanza de visitar a su amigo Emilio Segrè , profesor de la universidad allí, pero Segrè estaba en California en ese momento.
El 25 de marzo de 1938, Majorana compró en Palermo un billete para un viaje en barco que le llevaría de regreso a Nápoles. Desapareció en circunstancias desconocidas. A pesar de varias investigaciones, su cuerpo no fue encontrado y su destino aún es incierto.
El día de su desaparición, Majorana envió la siguiente nota desde Palermo a Antonio Carrelli, director del Instituto de Física de Nápoles:
Querido Carrelli,
he tomado una decisión que se ha vuelto inevitable. No hay en ello ni un ápice de egoísmo, pero me doy cuenta de los problemas que mi repentina desaparición le causará a usted y a los estudiantes. También por esto le pido perdón, pero sobre todo por haber traicionado la confianza, la sincera amistad y la simpatía que me ha demostrado durante los últimos meses.
Le pido que me recuerde a todos aquellos que he llegado a conocer y apreciar en su Instituto, especialmente a Sciuti: conservaré un grato recuerdo de todos ellos al menos hasta las 23 horas de esta noche, posiblemente incluso más tarde.
— E. Majorana
A esto le siguió rápidamente un telegrama de Majorana cancelando sus planes de viaje anteriores. Al parecer, compró un billete para viajar en barco desde Palermo y regresar a Nápoles. Nunca más se le volvió a ver. [7]
El escritor italiano Leonardo Sciascia ha resumido algunos de los resultados de las investigaciones e hipótesis sobre la desaparición; [10] sin embargo, algunas de las conclusiones de Sciascia fueron refutadas por algunos de los antiguos colegas de Majorana, incluidos E. Amaldi y E. Segrè. Recami examina críticamente varias hipótesis sobre la desaparición de Majorana, incluidas las presentadas por Sciascia, y presenta evidencia sugerente para la propuesta de que Majorana viajó a Argentina . [11] [12] [13]
El filósofo italiano Giorgio Agamben publicó en 2016 un libro que examina el caso de la desaparición de Majorana. [14]
Varias explicaciones propuestas para su desaparición incluyen:
En marzo de 2011, los medios italianos informaron que la Fiscalía de Roma había anunciado una investigación sobre la declaración hecha por un testigo sobre un encuentro con Majorana en Buenos Aires en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial. [18] [19] El 7 de junio de 2011, los medios italianos informaron que el RIS de los Carabineros había analizado una fotografía de un hombre tomada en Argentina en 1955, encontrando diez puntos de similitud con el rostro de Majorana. [20]
El 4 de febrero de 2015, la Procuraduría de Roma emitió un comunicado en el que declaraba que Majorana había estado vivo entre 1955 y 1959, viviendo en Valencia, Venezuela . [1] Con base en nuevas pruebas, estos últimos hallazgos fueron la base para que la oficina declarara oficialmente cerrado el caso de desaparición, al no haber encontrado evidencia criminal relacionada con su desaparición, determinando que probablemente fue una elección personal y una presunción de que había emigrado a Venezuela. [1] [21]
El año 2006 marcó el centenario de Majorana.
En conmemoración del centenario del nacimiento de Majorana se celebró una conferencia internacional sobre "El legado de Ettore Majorana y la Física del siglo XXI" en Catania, del 5 al 6 de octubre de 2006. [22] Las actas de la conferencia con artículos de científicos internacionales de alto rango A. Bianconi, D. Brink, N. Cabibbo , R. Casalbuoni, G. Dragoni, S. Esposito, E. Fiorini, M. Inguscio, RW Jackiw, L. Maiani , R. Mantegna, E. Migneco, R. Petronzio, B. Preziosi, R. Pucci, E. Recami y Antonino Zichichi han sido publicadas por POS Proceedings of Science de SISSA , editado por Andrea Rapisarda (presidente), Paolo Castorina, Francesco Catara, Salvatore Lo Nigro, Emilio Migneco, Francesco Porto y Emanuele Rimini.
En 2006, la Sociedad Italiana de Física publicó un libro conmemorativo de sus nueve artículos recopilados, con comentarios y traducciones al inglés. [23]
También para conmemorar el centenario, la Revista Electrónica de Física Teórica (EJTP) publicó un número especial de veinte artículos dedicados al desarrollo moderno del legado de Majorana. La EJTP también estableció un premio en su memoria para marcar su centenario. La Medalla Majorana o Premio Majorana es un premio anual para investigadores que han demostrado una creatividad peculiar, sentido crítico y rigor matemático en la física teórica, en su sentido más amplio. Los destinatarios del Premio Majorana de 2006 fueron Erasmo Recami ( Universidad de Bérgamo e INFN ) y George Sudarshan ( Universidad de Texas ); del Premio Majorana 2007: Lee Smolin ( Perimeter Institute for Theoretical Physics , Canadá), Eliano Pessa (Centro Interdipartimentale di Scienze Cognitive, Università di Pavia and Dipartimento di Psicologia, Università di Pavia Piazza Botta, Italia) y Marcello Cini (Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza, Roma, Italia).