Prema znanstvenim teorijama, Majorana fermion je čestica koja je sama sebi antičestica. U izvješću predstavljenom u novom broju časopisa Science, tim s tehnološkog sveučilišta Delft tvrdi da je konstruirao složeni uređaj koji je potvrdio da je fermion stvaran.

'Rezultati otvaraju neke vrlo zanimljive ideje', rekao je jedan od autora studije, Leo Kouwenhoven. Majorane bi trebale biti poprilično drugačije od ostalih poznatijih čestica materije kao što su primjerice elektroni. Kada se elektroni sudare sa svojim antičesticama - pozitronima - oni se međusobno unište i stvore gama zrake.

Ideju o tome da postoje čestice koje bi mogle biti jednake svojim antičesticama prvi je predstavio Talijan Ettore Majorana, sjajni teoretičar koji je misteriozno nestao nakon što je podigao sav svoj novac da bi se otisnuo na putovanje brodicom 1938. godine.

Brojni znanstvenici su narednih desetljeća pokušali dokazati postojanje njegovog fermiona, međutim ne u golemim akceleratorima, već u izuzetno malim uređajima u kojima se veličine mjere u nanometrima – milijardinkama metra.

Kouwenhovenov tim uspio je konstruirati takav uređaj u kojem jedna fascinantno tanka žica povezuje poluvodič sa supravodičem (kliknite na sliku gore). Kada je ta nanožica izložena magnetskom polju, elektroni u njoj ograničeni su na određeni skup energija. Dizajn je stvorio specifičnu rupu u energiji u kojoj su se elektroni mogli okupiti i djelovati sinkronizirano kao čestica Majorana. Tim je stavio žicu pod napon i izmjerio stupanj njene provodljivosti u različitim točkama. Analize su otkrile dva odvojena pada u vodljivosti – po jedan na svakom kraju žice. Tim je uvjeren da se u njima kriju tajanstveni fermioni.

'Ako uzmete čvrsti materijal i napravite prave kombinacije, prirodne čestice koje prebivaju u tim kondenziranim strukturama materije ponašat će se u skladu s definiranim svojstvima Majorana fermiona – odnosno njihove čestice će biti jednake antičesticama', rekao je prof. Kouwenhoven i pojasnio: 'Sustav će i dalje biti izgrađen od atoma, s jezgrama i elektronima, međutim elektroni će se zajedno ponašati kao da je njihovo kolektivno stanje Majorana fermion.'

Testiranje novih svojstava čestica Majorana trebalo bi omogućiti znanstvenicima bolje razumijevanje misteriozne kvantne mehanike koja tumači ponašanje materije i njezine interakcije s energijom u mikrosvemiru. Ona bi također mogla biti korisna za konstruiranje prvih kvantnih računala. Neki znanstvenici čak smatraju da bi masa koja nedostaje u svemiru – koju ne vidimo, ali prepoznajemo po gravitacijskom utjecaju – barem dijelom mogla biti izgrađena od čestica Majorana.

Hrvatski stručnjak za čestice, dr. sc. Vuko Brigljević s Instituta Ruđer Bošković, koji radi i na Velikom hadronskom sudaraču (LHC) u Cernu, kaže da postoje neke čestice za koje se već dulje sumnja da bi mogle biti jednake svojim antičesticama.

'Uz Majorana fermione, tu su neutrini, međutim za njih to još nije dokazano', rekao je dr. Brigljević i dodao: 'Očito je riječ o vrlo rafiniranom eksperimentu koji bi nam, ako se potvrdi, trebao omogućiti bolje razumijevanje toga što su zapravo čestice u kvantnoj fizici. Bez ikakve sumnje, ovo je jako zanimljiv rezultat.'