世界には数種類の科学者がいます。二流や三流の科学者は最善を尽くしていますが、決して遠くには行き着きません。そして一流の科学者がいます。科学の進歩に不可欠な重要な発見をする人たちです。しかし、GalileiやNewtonのような天才がいます。Majoranaはその一人でした。Ettore Majoranaはニュートリノ質量に関する研究を行ったイタリアの理論物理学者でした。1938年3月25日、彼はPalermoからNaplesへの船旅中に謎の状況下で消失しました。Majorana方程式とMajoranaフェルミオンは彼の名前に由来しています。2006年、Majorana賞は彼の記念として設立されました。
人生と仕事
数学の才能
Majoranaはシチリアの Cataniaで生まれました。数学的才能に恵まれた彼は、Romeの Enrico Fermiのチームに「Via Panisperna boys」の一人として非常に若い時に参加しました。彼らは自分たちの研究室の通りの住所からこの名前を取りました。
Majoranaの叔父Quirino Majoranaも物理学者でした。
彼は1923年に工学の大学教育を始めましたが、1928年に Emilio Segrèの促促により物理学に転向しました。:69–72 Majoranaの最初の論文は原子分光法の問題に関するものでした。
最初に発表された学術論文
Majoranaの最初の論文は1928年に発表され、彼がまだ学部生の時に書かれ、Romeの物理学研究所の准教授である Giovanni Gentile, Jr. と共著でした。この研究は、Fermiの原子構造の統計モデルを原子分光法に初めて定量的に応用したもので、現在 Thomas–Fermi モデルとして知られています。これは Llewellyn Thomasによる同時代の記述に由来しています。
この論文で、MajoranaとGentileはこのモデルの文脈内で第一原理計算を実行し、ガドリニウムとウランの観測された原子核電子エネルギーの良い説明を与え、光スペクトルで観測されたセシウム線の微細構造分裂を説明しました。1931年、Majoranaは原子スペクトルにおける自動電離現象に関する最初の論文を発表し、彼によって「自発的電離」と指定されました。同じ年にPrinceton大学の Allen Shenstoneによって発表された独立した論文は、この現象を「auto-ionization」と指定し、これは Pierre Augerによって最初に使用された名前です。この名前はそれ以来、ハイフンなしで慣例的になっています。
Majoranaは1929年にRome La Sapienza大学で物理学の Laureaを取得しました。
1932年、彼は時間変動する磁場における整列原子の挙動に関する原子分光法の分野で論文を発表しました。この問題は I.I. Rabiおよび他の人々によっても研究され、原子物理学の重要な下位分野である高周波分光法につながりました。同じ年に、Majoranaは任意の内在運動量を持つ粒子の相対論的理論に関する論文を発表しました。この論文で彼は Lorentz群の無限次元表現を開発・応用し、素粒子の質量スペクトルの理論的基礎を与えました。Majoranaのイタリア語による論文の大部分と同様に、それは数十年間の相対的な無視に陥りました。
1932年の Irène Joliot-Curieと Frédéric Joliotによる実験は、彼らがガンマ線であると示唆した未知の粒子の存在を示しました。Majoranaは実験を正しく解釈し、中性電荷を持ち、質量がプロトンとほぼ同じである新しい粒子が必要であることを最初に認識しました。この粒子は中性子です。Fermiは彼に論文を書くよう言いましたが、Majoranaは気にしませんでした。James Chadwickはその後その年に実験によって中性子の存在を証明し、この発見に対してノーベル賞を授与されました。
Majoranaは自分の発見に対して名誉を求めないことで知られており、自分の仕事を陳腐であると考えていました。彼は生涯を通じてわずか9つの論文を執筆しました。
Heisenbergとの仕事、病気、孤立
「Fermiの促促により、Majoranaは1933年初頭に国家研究評議会からの助成金でイタリアを去りました。ドイツの Leipzig で、彼は Werner Heisenbergに会いました。その後 Heisenbergに書いた手紙の中で、Majoranaは彼の中に科学的な同僚だけでなく、温かい個人的な友人を見出したことを明かしました。」:71 ナチスがドイツで権力を握ったのは、Majoranaがそこに到着した時でした。彼は1933年にドイツで発表された核の理論に取り組みました。この論文は交換力の扱いにおいて、Heisenbergの核の理論のさらなる発展を表していました。
Majoranaはまた Copenhagen に旅行し、別のノーベル賞受賞者である Niels Bohrと協力しました。彼は Heisenbergの友人で師でもありました。
「1933年秋、Majoranaは体調不良で Romeに戻りました。ドイツで急性胃炎を患い、神経的な疲弊に苦しんでいるようでした。厳格な食事療法を施された彼は引きこもりになり、家族への対応が厳しくなりました。以前は暖かい関係を保っていた母親に対して、彼はドイツから通常の海での夏休みに彼女に同行しないと書きました。研究所に現れる頻度が減り、すぐに家を離れることもほとんどなくなりました。有望な若い物理学者は隠者になっていました。ほぼ4年間、彼は友人との連絡を絶ち、発表を中止しました。」:71
最終的な仕事
これらの年の間に、発表した論文は少なかったものの、Majoranaは地球物理学、電気工学、数学、相対性理論に関する多くの小さな著作を執筆しました。これらの未発表の論文は、Pisaの Domus Galileianaに保存され、最近 Erasmo Recamiと Salvatore Espositoによって編集されました。
彼は1937年に Naples大学の理論物理学の正教授になりました。試験を受ける必要がなく、「理論物理学の分野で達成された特異な専門知識の高い評判」のため、競争規則から独立していました。
Majoranaの最後に発表された論文は1937年で、今回はイタリア語で、電子と陽電子の対称的な理論の詳細化でした。
1937年、Majoranaはフェルミオンとして知られている粒子のクラスに、自分たち自身の反粒子である粒子が存在すべきであることを予測しました。これはいわゆる Majorana フェルミオンです。
Majorana方程式の解は、現在 Majorana フェルミオンと呼ばれる自分たち自身の反粒子である粒子をもたらします。2012年4月、Majoranaが予測したことの一部は、ハイブリッド半導体-超伝導ワイヤデバイスの実験で確認されている可能性があります。これらの実験は量子力学の理解を深め、量子コンピュータの構築に役立つ可能性があります。また、重力の影響を通じてのみ推測により検出できない宇宙の「失われた質量」の少なくとも一部が、Majorana粒子で構成されている可能性があるという推測もあります。
ニュートリノ質量に関する仕事
Majoranaはニュートリノ質量に関する先見的な理論的仕事を行いました。これは現在、積極的に研究されている主題です。
海での消失と示唆された説明
Majoranaは1938年3月25日に Palermoから Naplesへのボート旅行中に不明な状況で消失しました。いくつかの調査にもかかわらず、彼の遺体は見つかず、彼の運命はまだ不確かです。彼は Palermoへの旅行前に銀行口座からすべてのお金を引き出したようです。彼はそこの大学の教授である友人 Emilio Segrèを訪問することを望んで Palermoに旅行したかもしれませんが、Segrèはその時 Californiaにいました。消失の日に、Majoranaは Naples物理学研究所の所長である Antonio Carelliに次のメモを送りました:
親愛なる Carrelli へ
私は避けられなくなった決断を下しました。その中に利己心は全くありません。しかし、私の急な消失があなたと学生にもたらすであろう問題を私は理解しています。このためにも、そして特にあなたが過去数ヶ月間私に与えてくれた信頼、誠実な友情、同情を裏切ったことについても、あなたの許しを乞います。
あなたの研究所で知り合い、高く評価するようになった全員のことを私に思い出させてくれるよう、特に Sciutiのことをお願いします。少なくとも今夜11時まで、その後も可能かもしれませんが、私はみんなの良い思い出を保ち続けるでしょう。
— E. Majorana
これは彼の以前の計画をキャンセルする電報によって急速に続きました。彼は明らかに Palermoから Naplesへのチケットを購入し、二度と見られませんでした。
彼の消失に対するいくつかの可能な説明が提案されています。含むものは:
拡張要約と調査
イタリアの作家 Leonardo Sciasciaは、これらの調査の結果とこれらの仮説の一部を要約しましたが、しかし、Sciasciaの結論の一部は、E. AmaldとE. Segrèを含むMajoranaの元同僚の一部によって反論されました。
Recamiは、Sciasciaが提唱したものを含む、Majoranaの消失に関するさまざまな仮説を批判的に検討し、Majoranaがアルゼンチンに旅行したという提案に対する示唆的な証拠を提示しています。
イタリアの哲学者 Giorgio Agambenも、Majoranaの消失の事件を検討する本を最近発表しました。
Rome検察庁によって再開され、ベネズエラへの推定移民で終了
2011年3月、イタリアのメディアは、Rome検察庁が第二次世界大戦後の年に Buenos Airesで Majoranaと会ったという目撃者の陳述に関する調査を発表したと報告しました。2011年6月7日、イタリアのメディアは、Carabinieriの RISが1955年にアルゼンチンで撮影された男性の写真を分析し、Majoranaの顔と10の類似点を発見したと報告しました。
2015年2月4日、Rome検察庁は、Majoranaが1955年から1959年の間生きていたことを宣言する声明を発表し、ベネズエラの Valenciaに住んでいました。新しい証拠に基づいたこれらの最後の調査結果は、彼の消失に関連した犯罪的証拠を発見せず、事件を正式に終了することを Office に宣言させました。これはおそらく個人的な選択でした。
百周年記念
2006年は Majoranaの百周年を記しました。
「Ettore Majoranaの遺産と21世紀の物理学」に関する国際会議は、Majoranaの生誕百周年を記念して Cataniaで2006年10月5日から6日に開催されました。高ランクの国際科学者 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、Antonino Zichichの記事を含む会議議事録は、Andrea Rapisardaが議長、Paolo Castorina、Francesco Catara、Salvatore Lo Nigro、Emilio Migneco、Francesco Porto、Emanuele Riminiが編集した SISSA の POS Proceedings of Scienceによって発表されました。
解説と英語翻訳を含む彼の9つの収集された論文の記念本は、2006年にイタリア物理学会によって発表されました。
また百周年を記念して、ジャーナルの Electronic Journal of Theoretical Physics EJTP は、Majoranaの遺産の現代的発展に専念する20の記事の特別号を発表しました。Electronic Journal of Theoretical Physicsはまた百周年を記しために彼の記憶に関する賞を設立しました。Majoranaメダルまたは Majorana賞は、理論物理学の分野（最も広い意味での）において特異な創造性、批判的感覚、および数学的厳密さを示した研究者のための年間賞です。2006年の Majorana賞の受賞者は Bergamo大学とINFNの Erasmo Recamiと Texas大学の George Sudarshan でした。2007年の Majorana賞：Canada のPerimeter Institute for Theoretical Physicsの Lee Smolin、Pavia大学の Centro Interdipartimentale di Scienze Cognitive と Pavia大学の Dipartimento di Psicologia、Piazza Botta、Italy の Eliano Pessa、Roma、Italy の La Sapienza大学の Dipartimento di Fisica の Marcello Cini。
