세상에는 여러 범주의 과학자들이 있습니다. 2급 또는 3급의 과학자들은 최선을 다하지만 멀리 나아가지 못합니다. 그 다음은 1급 과학자들로, 과학 발전의 기초가 되는 중요한 발견을 하는 사람들입니다. 하지만 Galilei와 Newton 같은 천재들도 있습니다. Majorana는 이들 중 한 명이었습니다. Ettore Majorana는 뉴트리노 질량에 관한 연구를 한 이탈리아의 이론 물리학자였습니다. 1938년 3월 25일, 그는 Palermo에서 Naples로 가는 배를 타던 중 신비로운 상황 속에서 사라졌습니다. Majorana 방정식과 Majorana 페르미온은 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 2006년에는 그를 추모하기 위해 Majorana 상이 제정되었습니다.
인생과 업적
수학에 뛰어난 재능
Majorana는 Sicily의 Catania에서 태어났습니다. 수학적으로 뛰어난 재능을 가진 그는 매우 어린 나이에 Rome의 Enrico Fermi 팀에 합류했으며, "Via Panisperna 소년들" 중 한 명이 되었습니다. 이들은 자신의 실험실 주소인 거리 이름을 따서 이름을 붙였습니다.
Majorana의 삼촌 Quirino Majorana도 물리학자였습니다.
그는 1923년 공학 대학 과정을 시작했지만 Emilio Segrè의 권유로 1928년 물리학으로 전공을 바꿨습니다. :69–72 Majorana의 첫 논문들은 원자 분광학의 문제들을 다루었습니다.
첫 발표된 학술 논문
1928년에 발표된 Majorana의 첫 논문은 대학생일 때 작성되었으며 Rome의 물리학 연구소의 초급 교수인 Giovanni Gentile, Jr.와 공동 저술했습니다. 이 작업은 원자 구조의 Fermi 통계 모델을 원자 분광학에 처음으로 정량적으로 적용한 것으로, 현재는 Llewellyn Thomas의 동시대 설명으로 인해 Thomas–Fermi 모델로 알려져 있습니다.
이 논문에서 Majorana와 Gentile은 이 모델의 맥락 내에서 제1원리 계산을 수행했으며, 이는 gadolinium과 uranium의 실험적으로 관측된 핵심 전자 에너지와 광학 스펙트럼에서 관측된 caesium 선의 미세 구조 분열을 잘 설명했습니다. 1931년 Majorana는 원자 스펙트럼의 자동 이온화 현상에 관한 첫 번째 논문을 발표했으며, 이를 "자발적 이온화"라고 명명했습니다. 같은 해 Princeton University의 Allen Shenstone에 의해 발표된 독립적인 논문은 이 현상을 "auto-ionization"이라고 명명했으며, 이는 Pierre Auger가 처음 사용한 용어입니다. 이 용어는 이후 하이픈 없이 관례적으로 사용되었습니다.
Majorana는 1929년 University of Rome La Sapienza에서 물리학 Laurea를 취득했습니다.
1932년에 그는 시간 변화하는 자기장에서 정렬된 원자의 거동에 관한 원자 분광학 분야의 논문을 발표했습니다. 이 문제는 I.I. Rabi와 다른 사람들에 의해서도 연구되었으며, 원자 물리학의 중요한 하위 분야인 무선 주파수 분광학으로 이어졌습니다. 같은 해 Majorana는 임의의 내재적 운동량을 가진 입자의 상대론적 이론에 관한 논문을 발표했으며, 이 논문에서 그는 Lorentz 군의 무한 차원 표현을 개발하고 적용했으며, 기본 입자의 질량 스펙트럼에 대한 이론적 기초를 제시했습니다. Majorana의 대부분의 이탈리아어 논문들처럼, 이 논문은 수십 년 동안 상대적으로 불명확한 상태에 있었습니다.
1932년 Irène Joliot-Curie와 Frédéric Joliot의 실험은 그들이 감마선이라고 제안한 미지의 입자의 존재를 보여주었습니다. Majorana는 이 실험을 올바르게 해석하여 중성 전하와 양성자와 비슷한 질량을 가진 새로운 입자가 필요함을 보인 첫 번째 사람이었습니다. 이 입자가 바로 중성자입니다. Fermi는 그에게 기사를 쓰라고 말했지만 Majorana는 신경 쓰지 않았습니다. James Chadwick은 나중에 그 해에 실험으로 중성자의 존재를 증명했으며, 이 발견으로 노벨상을 수상했습니다.
Majorana는 자신의 발견에 대해 인정받으려 하지 않는 것으로 알려져 있었으며, 자신의 작업을 평범하다고 생각했습니다. 그는 평생 동안 단 9개의 논문만을 작성했습니다.
Heisenberg와의 협력, 질병, 고립
"Fermi의 권유로 Majorana는 1933년 초 국가 연구 위원회의 장학금을 받고 이탈리아를 떠났습니다. Leipzig, Germany에서 그는 Werner Heisenberg를 만났습니다. 이후 Heisenberg에게 쓴 편지에서 Majorana는 그를 과학적 동료일 뿐만 아니라 따뜻한 개인적 친구로 발견했음을 드러냈습니다.":71 나치가 Majorana가 도착할 당시 Germany에서 권력을 잡았습니다. 그는 1933년 독일어로 발표된 핵 이론에 관한 작업을 했으며, 이는 교환력의 처리에 있어 Heisenberg의 핵 이론의 추가 발전을 나타냈습니다.
Majorana는 또한 Copenhagen으로 여행을 가서 Niels Bohr와 함께 일했습니다. Niels Bohr는 또 다른 노벨상 수상자이자 Heisenberg의 친구이자 멘토였습니다.
"1933년 가을, Majorana는 건강이 좋지 않은 상태로 Rome으로 돌아왔으며, Germany에서 급성 위염을 앓았고 명백히 신경 쇠약으로 고통받고 있었습니다. 엄격한 식단 요법을 받은 그는 은둔적이 되었고 가족과의 관계에서 가혹해졌습니다. 이전에 따뜻한 관계를 나눴던 어머니에게 그는 Germany에서 자신이 그들의 관례적인 여름 휴가를 동반하지 않을 것이라고 썼습니다. 연구소에 점점 덜 자주 나타났으며, 곧 거의 집을 떠나지 않게 되었습니다. 약속 많은 젊은 물리학자는 은자가 되어 버렸습니다. 거의 4년 동안 그는 친구들로부터 자신을 단절했고 출판을 중단했습니다.":71
최종 작업
이 기간 동안 그는 거의 기사를 발표하지 않았지만, Majorana는 지구 물리학, 전기 공학, 수학 및 상대성에 관한 많은 소작품을 작성했습니다. 이 미발표 논문들은 Pisa의 Domus Galileiana에 보존되어 있으며, 최근 Erasmo Recami와 Salvatore Esposito에 의해 편집되었습니다.
그는 1937년 Naples 대학에서 이론 물리학의 정교수가 되었으며, 경쟁 규칙과 무관하게 "이론 물리학 분야에서 도달한 뛰어난 전문 지식의 높은 명성" 때문에 시험을 볼 필요가 없었습니다.
Majorana의 마지막 발표 논문은 1937년이었으며, 이번에는 이탈리아어로, 전자와 양전자의 대칭 이론의 정교화였습니다.
1937년 Majorana는 페르미온으로 알려진 입자 종류에 자신의 반입자인 입자들이 있어야 한다고 예측했습니다. 이것이 소위 Majorana 페르미온입니다.
Majorana 방정식의 해는 현재 Majorana 페르미온이라고 불리는 자신의 반입자인 입자를 산출합니다. 2012년 4월, Majorana가 예측한 것 중 일부가 하이브리드 반도체-초전도체 와이어 장치에 관한 실험에서 확인되었을 수 있습니다. 이러한 실험들은 양자 역학을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있으며 양자 컴퓨터를 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우주의 "결실 질량"의 적어도 일부가 Majorana 입자로 구성될 수 있다는 추측도 있으며, 이는 중력의 영향의 추론으로만 감지될 수 있습니다.
뉴트리노 질량에 관한 작업
Majorana는 뉴트리노 질량에 관해 선견지명 있는 이론적 작업을 했으며, 이는 현재 활발한 연구 주제입니다.
바다에서의 실종과 제안된 설명
Majorana는 1938년 3월 25일 Palermo에서 Naples로 가는 보트 여행 중에 알려지지 않은 상황 속에서 사라졌습니다. 여러 조사에도 불구하고 그의 유해는 발견되지 않았으며 그의 운명은 여전히 불확실합니다. 그는 Palermo 여행을 하기 전에 분명히 은행 계좌에서 모든 돈을 인출했습니다. 그는 그곳 대학의 교수인 친구 Emilio Segrè를 방문하기를 희망하며 Palermo로 여행했을 수도 있지만, Segrè는 당시 California에 있었습니다. 실종 당일 Majorana는 Naples 물리학 연구소 소장 Antonio Carrelli에게 다음 노트를 보냈습니다:
사랑하는 Carrelli께,
나는 피할 수 없게 된 결정을 내렸습니다. 여기에는 이기심이 조금도 없지만, 내 갑작스러운 실종이 당신과 학생들에게 얼마나 많은 문제를 야기할지 깨닫고 있습니다. 이것 때문에도 용서를 구하지만, 특히 지난 몇 개월 동안 당신이 나에게 주신 신뢰, 진심 어린 우정, 그리고 공감을 배신한 것에 대해 더욱 용서를 구합니다.
당신의 연구소에서 알게 되고 감사하게 된 모든 사람들에게 나를 기억해 달라고 요청합니다. 특히 Sciuti: 적어도 오늘 밤 11시까지, 아마도 그 이후로도 그들 모두에 대한 소중한 추억을 간직할 것입니다.
— E. Majorana
이것은 빠르게 그의 이전 계획을 취소하는 전보로 이어졌습니다. 그는 Palermo에서 Naples로 가는 표를 구매한 것으로 보이며 다시는 보이지 않았습니다.
그의 실종에 대한 여러 가능한 설명이 제안되었습니다:
확장된 요약 및 조사
이탈리아 작가 Leonardo Sciascia는 이러한 조사의 결과와 가설 일부를 요약했습니다. 그러나 Sciascia의 일부 결론은 E. Amaldi와 E. Segrè를 포함한 Majorana의 일부 전 동료들에 의해 반박되었습니다.
Recami는 Majorana의 실종에 대한 다양한 가설을 비판적으로 검토했으며, Sciascia에 의해 제기된 것들을 포함한 다양한 경쟁 설명을 고찰하고 Majorana가 Argentina로 여행했다는 제안에 대한 암시적 증거를 제시합니다.
이탈리아 철학자 Giorgio Agamben도 최근 Majorana 실종 사건을 검토하는 책을 발표했습니다.
Rome 검사청에 의해 재개된 사건 및 Venezuela로의 추정 이민으로 종결
2011년 3월, 이탈리아 언론은 Rome 검사청이 제2차 세계대전 이후 몇 년간 Buenos Aires에서 Majorana를 만났다는 증인의 진술에 대한 조사를 발표했다고 보도했습니다. 2011년 6월 7일 이탈리아 언론은 Carabinieri's RIS가 1955년 Argentina에서 촬영한 남자의 사진을 분석했으며, Majorana의 얼굴과 10개의 유사점을 발견했다고 보도했습니다.
2015년 2월 4일, Rome 검사청은 Majorana가 1955년과 1959년 사이에 살아 있었으며, Venezuela의 Valencia에서 살고 있었다고 선언하는 성명을 발표했습니다. 이러한 최신 발견들은 새로운 증거에 기반하고 있으며, 검사청은 그의 실종과 관련된 범죄 증거를 발견하지 못했으므로 사건을 공식적으로 종결했으며, 이는 아마도 개인적인 선택이었을 것입니다.
백주년 추모
2006년은 Majorana의 백주년을 기념했습니다.
Majorana 탄생 100주년을 기념하여 "Ettore Majorana의 유산과 21세기 물리학"에 관한 국제 회의가 Catania에서 2006년 10월 5-6일에 개최되었습니다. 저명한 국제 과학자 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, 그리고 Antonino Zichicki의 기사로 구성된 회의 논문집은 SISSA의 POS Proceedings of Science에 의해 출판되었으며, 의장 Andrea Rapisarda, Paolo Castorina, Francesco Catara, Salvatore Lo Nigro, Emilio Migneco, Francesco Porto, 그리고 Emanuele Rimini가 편집했습니다.
그의 9개 수집 논문의 해설과 영문 번역이 포함된 추도 도서는 2006년 이탈리아 물리학회에 의해 출판되었습니다.
또한 백주년을 기념하기 위해, Electronic Journal of Theoretical Physics] EJTP 저널은 Majorana의 유산의 현대적 발전에 헌정된 20개 기사의 특별 호를 발표했습니다. Electronic Journal of Theoretical Physics는 또한 백주년을 기념하기 위해 그의 이름을 따서 상을 제정했습니다. Majorana 메달 또는 Majorana 상은 이론 물리학 분야에서 특이한 창의성, 비판적 감각, 그리고 수학적 엄밀성을 보여준 연구원들을 위한 연례 상입니다. 2006년 Majorana 상의 수상자는 Erasmo Recami Bergamo 대학 및 INFN와 George Sudarshan University of Texas였습니다. 2007년 Majorana 상: Lee Smolin Perimeter Institute for Theoretical Physics, Canada, Eliano Pessa Centro Interdipartimentale di Scienze Cognitive, Università di Pavia and Dipartimento di Psicologia, Università di Pavia Piazza Botta, Italy and Marcello Cini Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza, Roma, Italy.
