Nederlanders vinden Majorana-deeltje

Het deeltje is heel bijzonder: het is zelf zijn eigen antideeltje en is te vinden op de grens van materie en antimaterie.

Al in de jaren dertig van de vorige eeuw voorspelde natuurkundige Ettore Majorana dat dit deeltje bestond. Het Majorana fermion vinden, was echter een hele klus. Maar nu, tientallen jaren later, is het onderzoekers aan de TU Delft gelukt. Nanowetenschapper Leo Kouwenhoven (zie foto hierboven) en zijn collega’s doen hun werk nu in het blad Science uit de doeken.

Over Ettore Majorana
Het Majorana fermion is nu gevonden. Helaas kan van de man waar het deeltje naar vernoemd is niet hetzelfde worden gezegd. Hij haalde in 1938 zijn bankrekening leeg, stapte in Palermo op de boot naar Napels en sindsdien is er niets meer van hem vernomen. Zijn naam leeft echter voort: hij gaat de boeken in als een briljante natuurkundige die onder meer het bestaan van dit bijzondere deeltje voorspelde. En die voorspelling komt nu, meer dan zeventig jaar nadat Majorana van de aardbodem verdween, uit.

Waar?
Waar hebben de onderzoekers het deeltje gevonden? Kouwenhoven en zijn collega’s zagen het aan het uiteinde van een nanodraadje. Dit extreem kleine nanodraadje – ontwikkeld door de TU Eindhoven – werd bedekt met een goudcontact en deels bedekt met een supergeleidend contact (zie hieronder). “Normaal gesproken ontdekken fysici nieuwe deeltjes in deeltjesversnellers waar stromen protonen botsen en detectoren de verspreide stromen analyseren, op zoek naar nieuwe deeltjes,” legt onderzoeker Sergey Frolov op zijn blog uit. “Onze apparaten werken op een vergelijkbare manier. In feite zijn het nano-botsers. We sturen een stroom elektronen langs de nanodraad, richting het Majorana fermion. Tegelijkertijd detecteren we een stroom elektronen die van het Majorana fermion vandaan komt.” En op de grens van materie en antimaterie vonden de onderzoekers dan het langgezochte deeltje. “De metingen aan het deeltje aan het uiteinde zijn niet anders te verklaren dan door de aanwezigheid van een paar Majorana’s,” legt Kouwenhoven in een persbericht van de TU Delft uit.

Afbeelding: © TU Delft 2012.



Bijzonder
In februari vertelden Kouwenhoven en zijn onderzoeksteam tijdens een wetenschappelijk congres al over hun waarneming. En dat zorgde voor flink wat beroering onder de onderzoekers. Maar waarom? Waarom is het detecteren van dit deeltje zo belangrijk? Wetenschappers gaan ervan uit dat donkere materie uit deze deeltjes bestaat. Donkere materie vormt op haar beurt weer het grootste deel van het heelal. En hoewel donkere materie zo overvloedig aanwezig moet zijn, weten we er weinig van. Deze vondst kan ons helpen om het heelal en processen daarin beter te begrijpen.

Maar er is meer. Het Majorana fermion kan ook leiden tot zeer krachtige computers: quantumcomputers. Dergelijke computers zijn nog sterker dan de sterkste supercomputers, maar zijn nog nooit gebouwd. Het Majorana fermion is een belangrijke bouwsteen voor deze computers en kan de komst van zo’n kwantumcomputer wel eens rap dichterbij brengen. Vandaar dat niet alleen Stichting FOM (Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie), maar ook Microsoft zeer geïnteresseerd is in de resultaten van deze studie en de onderzoekers financieel ondersteunde.

Bronmateriaal:
"Nanowetenschappers vinden langgezocht Majorana-deeltje" - Tudelft.nl
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door © Sam Rentmeester.
  • Pietje

    En als men er dan in geslaagd is zo’n supersnelle quantumcomputer te maken, kan Microsoft er de software voor maken die ervoor zorgt dat alles weer zo traag gaat als we gewend zijn. Hoera.

Noot van de redactie: wij vinden het leuk als je een reactie plaatst! Het enige wat we vragen is dat je het beschaafd en on-topic houdt. Reacties die niet aan deze regels voldoen, worden verwijderd.