Учени откриха "ангелска частица", която може едновременно да е материя и антиматерия

Екип учени е открил доказателства за съществуването на необичайна частица, която, странно, се явява едновременно и своя античастица. За пръв път преди 80 години е лансирана теоретичната възможност за съществуването на подобни частици, а сега вече може да се каже, че такава частица наистина съществува.

В публикация за списание Science, екип от Станфордския университет и Университета в Калифорния излагат своите констатации от изследване по темата. Идеята, че съществува частица, която се явява едновременно и античастица, датира от 1937 година, когато италианският физик Еторе Маджорана (който мистериозно изчезва през 1938 година) публикува своя теоретична разработка. Той изказва предположението, че сред класа фермиони, в който влизат протони, електрони и неутрони, следва да има частици, които да се явяват и свои античастици; затова ги наричат частици на Маджорана.

Античастицата е частица, която има същата маса като обикновената частица, но е с противоположен електрически или магнитен заряд. Например, античастицата на електрона е позитрона. Ако двете се срещнат, те се анихилират – взаимно се унищожават.

В новото изследване екипът учени създава тънки слоеве от два квантови материала и изпраща през “сандвича” от тези материали електрически ток. Всичко това се случва в охладена вакуумна камера. Горният слой представлява свръхпроводник, а долният – магнитен топологичен изолатор.

С помощта на магнити, разположени около “сандвича”, екипът може да регулира скоростта на електроните. В определени моменти промяната на магнитните потоци води до появата на квазичастици на Маджорана, зараждащи се едновременно в двойка с електрон. Електроните се отклоняват, за да може да се измери потокът от отделните квазичастици.

Изследователите изрично подчертават, че физически не са регистрирали частиците на Маджорана. По-скоро са установили “по същество появата в материала на частици, които проявяват свойствата на частици на Маджорана”. Така описва в статията наблюденията на екипа професорът по квантова физика Джорджо Грата от Станфордския университет.

Нещата обаче са още по-сложни и объркващи, защото няма яснота по въпроса, дали тези частици могат да се появяват по естествен начин. “Малко вероятно е да се появяват във Вселената, макар че кои сме ние, та да твърдим това със сигурност?”, риторично задава въпрос проф. Грата. Специфичния вид квазичастици на Маджорана, които учените смятат, че са засекли, са нарекли “хирален” фермион; той се движи в едномерно пространство и само в една посока.

Поради това, учените говорят за откритието си като за “барутна следа” за съществуването на частиците на Маджорана. И досега съществуваше предположението, че неутрините могат да се изявяват и като своята античастица, но все още са малко изследванията, които да потвърдят, дали това е така.