Hay varias categorías de científicos en el mundo; los de segunda o tercera categoría hacen lo mejor que pueden pero nunca llegan muy lejos. Luego está la primera categoría, aquellos que hacen descubrimientos importantes, fundamentales para el progreso científico. Pero luego están los genios, como Galilei y Newton. Majorana fue uno de estos. Ettore Majorana fue un físico teórico italiano que trabajó en masas de neutrinos. El 25 de marzo de 1938, desapareció bajo circunstancias misteriosas mientras viajaba en barco de Palermo a Nápoles. La ecuación de Majorana y los fermiones de Majorana llevan su nombre. En 2006, el Premio Majorana fue establecido en su memoria.
Vida y obra
Dotado en matemáticas
Majorana nació en Catania, Sicilia. Dotado matemáticamente, 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 la calle de su laboratorio.
El tío de Majorana, Quirino Majorana, también fue físico.
Comenzó sus estudios universitarios en ingeniería en 1923 pero cambió a física en 1928 a instancias de Emilio Segrè.:69–72 Los primeros artículos de Majorana trataban problemas en espectroscopia atómica.
Primeros artículos académicos publicados
El primer artículo de Majorana, publicado en 1928, fue escrito cuando era estudiante de pregrado y coautor con Giovanni Gentile, Jr., profesor junior 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 Thomas–Fermi, debido a su descripción contemporánea por Llewellyn Thomas.
En este artículo, Majorana y Gentile realizaron cálculos desde primeros principios dentro del contexto de este modelo que dieron una buena cuenta de las energías de electrones centrales observadas experimentalmente de gadolinio y uranio, y del desdoblamiento de estructura fina de líneas de cesio observado en espectros ópticos. En 1931, Majorana publicó el primer artículo sobre el fenómeno de autoionización en espectros atómicos, designado por él como "ionización espontánea"; un artículo independiente en el mismo año, publicado por Allen Shenstone de la Universidad de Princeton, designó el fenómeno como "autoionización", nombre usado primero por Pierre Auger. Este nombre se ha vuelto convencional desde entonces, sin el guion.
Majorana obtuvo su Laurea en física de la Universidad de Roma La Sapienza en 1929.
En 1932, publicó un artículo en el campo de la espectroscopia atómica sobre el comportamiento de átomos alineados en campos magnéticos que varían en el tiempo. Este problema, también estudiado por I.I. Rabi y otros, condujo a una subrrama importante de la física atómica, la de la espectroscopia de radiofrecuencia. En el mismo año, Majorana publicó su artículo sobre una teoría relativista de partículas con momento intrínseco arbitrario, en el cual desarrolló y aplicó representaciones dimensionales infinitas del grupo de Lorentz, y dio una base teórica para el espectro de masa de partículas elementales. Como la mayoría de los artículos de Majorana en italiano, languideció en relativa obscuridad durante varias décadas.
Experimentos en 1932 por Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot mostraron la existencia de una partícula desconocida que sugirieron era un rayo gamma. Majorana fue el primero en interpretar correctamente el experimento como requiriendo una nueva partícula que tenía una carga neutra y una masa aproximadamente igual a la del protón; esta partícula es el neutrón. Fermi le dijo que escribiera un artículo, pero Majorana no se molestó. James Chadwick probó la existencia del neutrón por experimento más tarde ese año, y fue galardonado con el Premio Nobel por este descubrimiento.
Majorana era conocido por no buscar crédito por sus descubrimientos, considerando su trabajo como banal. Escribió solo nueve artículos en su vida.
Trabajo con Heisenberg, enfermedad, aislamiento
"A instancias de Fermi, Majorana dejó Italia a principios de 1933 con una beca del Consejo Nacional de Investigación. En Leipzig, Alemania, se reunió con Werner Heisenberg. En cartas que escribió posteriormente a Heisenberg, Majorana reveló que había encontrado en él, no solo un colega científico, sino un cálido amigo personal.":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 fuerzas de intercambio, representaba un desarrollo adicional de la teoría del núcleo de Heisenberg.
Majorana también viajó a Copenhague, 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 en mal estado de salud, habiendo desarrollado gastritis aguda en Alemania y aparentemente sufriendo de agotamiento nervioso. Puesto en una dieta estricta, se volvió reclusivo y se volvió severo en su trato con su familia. A su madre, con quien previamente había compartido una relación cálida, le había escrito desde Alemania que no la acompañaría en sus vacaciones de verano habituales junto al mar. Apareciendo en el instituto menos frecuentemente, pronto casi no salía de su hogar; el prometedor joven físico se había vuelto un ermitaño. Durante casi cuatro años se aisló de amigos y dejó de publicar.":71
Trabajo final
Durante estos años, en los que publicó pocos artículos, Majorana escribió muchos trabajos pequeños sobre geofísica, ingeniería eléctrica, matemáticas y relatividad. Estos artículos inéditos, preservados en Domus Galileiana en Pisa, recientemente han sido editados por Erasmo Recami y Salvatore Esposito.
Se convirtió en profesor titular de física teórica en la Universidad de Nápoles en 1937, sin necesidad de tomar un examen debido a su "alta fama de experiencia singular alcanzada en el campo de la física teórica", independientemente de las reglas de competencia.
El último artículo publicado de Majorana, en 1937, esta vez en italiano, fue una elaboración de una teoría simétrica de electrones y positrones.
En 1937, Majorana predijo que en la clase de partículas conocidas como fermiones debería haber partículas que fueran sus propias antipartículas. Este es el llamado fermión de Majorana.
La solución de la ecuación de Majorana produce partículas que son su propia antipartícula, ahora denominadas Fermiones de Majorana. En abril de 2012, parte de lo que Majorana predijo puede haber sido confirmado en experimentos en dispositivos de alambre de semiconductor-superconductor híbrido. Estos experimentos pueden potencialmente llevar a una mejor comprensión de la mecánica cuántica y pueden ayudar a construir una computadora cuántica. También ha habido especulación de que al menos parte de la "masa faltante" en el universo, que no puede ser detectada excepto por inferencia de sus influencias gravitacionales, puede estar compuesta de partículas de Majorana.
Trabajo en masas de neutrinos
Majorana realizó trabajo teórico presciente en masas de neutrinos, un tema actualmente activo de investigación.
Desaparición en el mar y explicaciones sugeridas
Majorana desapareció bajo circunstancias desconocidas durante un viaje en barco de Palermo a Nápoles el 25 de marzo de 1938. A pesar de varias investigaciones, su cuerpo no fue encontrado y su destino aún es incierto. Aparentemente había retirado todo su dinero de su cuenta bancaria antes de hacer su viaje a Palermo. Puede haber viajado a Palermo con la esperanza de visitar a su amigo Emilio Segrè, profesor en la universidad allí, pero Segrè estaba en California en ese momento. El día de su desaparición, Majorana envió la siguiente nota a Antonio Carrelli, Director del Instituto de Física de Nápoles:
Estimado Carrelli,
He tomado una decisión que se ha vuelto inevitable. No hay ni un poco de egoísmo en ella, pero me doy cuenta de los problemas que mi desaparición repentina le causará a usted y a los estudiantes. Por esto también, le pido su perdón, pero especialmente por traicionar la confianza, la amistad sincera y la simpatía que me brindó durante los últimos meses.
Le pido que me recuerde a todos aquellos a quienes llegué a conocer y apreciar en su Instituto, especialmente Sciuti: guardaré un grato recuerdo de todos ellos al menos hasta las 11 pm esta noche, posiblemente más tarde también.
— E. Majorana
Esto fue seguido rápidamente por un telegrama cancelando sus planes anteriores. Aparentemente compró un boleto de Palermo a Nápoles y nunca fue visto de nuevo.
Se han propuesto varias explicaciones posibles para su desaparición, incluyendo:
Resúmenes extendidos e investigaciones
El escritor italiano Leonardo Sciascia ha resumido algunos de los resultados de estas investigaciones y estas hipótesis, sin embargo, algunas de las conclusiones de Sciascia fueron refutadas por algunos de los antiguos colegas de Majorana, incluyendo E. Amaldi y E. Segrè.
Recami examina críticamente varias hipótesis para la desaparición de Majorana quien varias explicaciones rivales sobre la desaparición de Majorana, incluyendo las avanzadas por Sciascia, y presenta evidencia sugestiva para la propuesta de que Majorana viajó a Argentina.
El filósofo italiano Giorgio Agamben también recientemente ha publicado un libro que examina el caso de la desaparición de Majorana.
Caso reabierto por la Fiscalía de Roma y cerrado con presunta emigración a Venezuela
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. El 7 de junio de 2011, los medios italianos informaron que el RIS de los Carabinieri había analizado una fotografía de un hombre tomada en Argentina en 1955, encontrando diez puntos de similitud con la cara de Majorana.
El 4 de febrero de 2015, la Fiscalía de Roma emitió una declaración declarando que Majorana estaba vivo entre 1955 y 1959, viviendo en Valencia, Venezuela. Estos últimos hallazgos, basados en nueva evidencia, hicieron que la Oficina declarara el caso oficialmente cerrado, sin haber encontrado evidencia criminal relacionada con su desaparición que probablemente fue una opción personal.
Conmemoración del centenario
El año 2006 marcó el centenario de Majorana.
Una conferencia internacional sobre "El legado de Ettore Majorana y la Física del siglo XXI" fue celebrada en conmemoración del centenario del nacimiento de Majorana en Catania, 5–6 de octubre de 2006. 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, R. W. 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, editadas por Andrea Rapisarda presidente, Paolo Castorina, Francesco Catara, Salvatore Lo Nigro, Emilio Migneco, Francesco Porto, y Emanuele Rimini.
Un libro conmemorativo de sus nueve artículos recopilados, con comentarios y traducciones al inglés, fue publicado por la Sociedad Física Italiana en 2006.
También para conmemorar el centenario, la revista, Electronic Journal of Theoretical Physics] EJTP, publicó un número especial de veinte artículos dedicados al desarrollo moderno del legado de Majorana. Electronic Journal of Theoretical Physics también estableció un premio en su memoria para marcar el centenario. La Medalla Majorana o Premio Majorana es un premio anual para investigadores que han demostrado creatividad peculiar, sentido crítico y rigor matemático en física teórica, en su sentido más amplio. Los recipientes del Premio Majorana 2006 fueron Erasmo Recami Universidad de Bérgamo e INFN y George Sudarshan Universidad de Texas; del Premio Majorana 2007: Lee Smolin Instituto Perimeter de Física Teórica, Canadá, Eliano Pessa Centro Interdipartimentale di Scienze Cognitive, Università di Pavia y Dipartimento di Psicologia, Università di Pavia Piazza Botta, Italia y Marcello Cini Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza, Roma, Italia.
