Ettore Majorana: una pregunta que aún espera respuesta
A la mayoría de los físicos se les recuerda por lo que respondieron. A Majorana se le recuerda por una pregunta, y por no haber estado allí para ver a nadie intentar responderla. Publicó muy poco, desapareció a los treinta y uno y dejó tras de sí una pieza de matemáticas que ochenta y siete años después sigue dividiendo los universos posibles en dos: uno en el que el neutrino es su propia antipartícula y otro en el que no lo es.
La física
La ecuación de Paul Dirac de 1928 predijo que todo fermión tiene una antipartícula de igual masa y carga opuesta. El positrón se halló cuatro años después y el marco se ha sostenido para todo fermión cargado desde entonces.
Majorana advirtió que las matemáticas permiten otra cosa si la partícula no tiene carga que invertir. En ese caso, partícula y antipartícula pueden ser el mismo objeto. Su artículo de 1937 lo desarrolló como una teoría simétrica del electrón y el positrón, y los objetos resultantes se llaman hoy fermiones de Majorana.
Entonces era una curiosidad formal, porque no se conocía ninguna partícula adecuada. El neutrino seguía siendo una hipótesis y tardaría diecinueve años en detectarse. Hoy es el único candidato entre los fermiones conocidos: los quarks llevan carga eléctrica y de color, los leptones cargados llevan carga eléctrica, y solo el neutrino no lleva ninguna.
La distinción no es académica. Si el neutrino es una partícula de Majorana, el número leptónico no se conserva, el mecanismo de balancín queda disponible para explicar la pequeñez de las masas, y la leptogénesis se vuelve una explicación viable de por qué el universo contiene materia. Si no lo es, las tres líneas se cierran.
El hombre
Majorana nació en Catania en 1906 y se incorporó en Roma al grupo de Enrico Fermi, el círculo conocido después como los chicos de Via Panisperna. El juicio de Fermi sobre él se cita a menudo y merece repetirse: hay varias categorías de científicos, gente de segundo o tercer rango que hace lo que puede y no llega muy lejos; hay gente de primer rango que hace descubrimientos de gran importancia; y luego están los genios como Galileo y Newton. Majorana, dijo, era uno de ellos.
Publicó casi nada. En 1932 elaboró un modelo del núcleo formado por protones y neutrones antes de que James Chadwick anunciara el descubrimiento del neutrón, y no lo publicó. Sus colegas describen cómo obtenía resultados y después perdía interés en escribirlos.
En 1937 obtuvo sin el concurso habitual una cátedra de física teórica en Nápoles, únicamente por su reputación. Llevaba varios años con mala salud y muy retirado.
El artículo de 1937 sobre la teoría simétrica fue su última publicación.
La desaparición
El 25 de marzo de 1938 Majorana retiró sus ahorros y embarcó en un barco de Nápoles a Palermo. Envió al director del instituto napolitano una carta disculpándose por lo que se proponía, y después un telegrama y una segunda carta pidiéndole que ignorara la primera. Consta que embarcó en el buque de vuelta de Palermo a Nápoles la noche del 25 al 26 de marzo. Nunca se le volvió a ver con certeza.
No se halló ningún cuerpo. Las hipótesis principales han sido el suicidio, el retiro a un monasterio y la emigración bajo otra identidad, y ninguna se ha establecido. La fiscalía italiana reabrió el caso y lo cerró en 2015 concluyendo que probablemente estuvo vivo en Venezuela entre 1955 y 1959, a partir de un testimonio y una fotografía. Es una conclusión oficial, no una prueba, y no se acepta de forma unánime.
Conviene resistirse aquí al atractivo del relato. La desaparición está genuinamente sin resolver, las pruebas son escasas en todas las direcciones, y la posición honesta es que nadie lo sabe. La tentación de preferir la explicación más interesante es exactamente la que estas páginas intentan evitar en otros lugares.
Lo que no está en duda es la física que dejó. Quedó en gran medida ignorada durante décadas, porque no había partícula a la que aplicarla ni forma de comprobarla.
La pregunta hoy
La prueba práctica es el doble decaimiento beta sin neutrinos. Si el neutrino es su propia antipartícula, se vuelve posible un proceso nuclear raro en el que dos neutrones se convierten en dos protones emitiendo dos electrones y ningún neutrino. Varios grandes experimentos llevan décadas buscándolo, con isótopos distintos para que ningún error sistemático aislado produzca una señal falsa.
No se ha encontrado nada. Los límites de vida media superan ya los 10^26 años, lo que restringe las posibilidades sin zanjarlas: un resultado nulo es compatible con que el neutrino sea de Dirac, y también con que sea de Majorana si las contribuciones de masa se cancelan.
Así que la pregunta sigue donde Majorana la dejó, afinada por ochenta y siete años de teoría y por detectores que él no habría podido imaginar. Es una de las pocas preguntas genuinamente fundamentales que un experimento en marcha podría responder.
Hay una lección en esa forma. Una buena pregunta puede sobrevivir un siglo a quien la formuló, y estar sin responder no es lo mismo que ser irresoluble: la distinción que traza nuestra página sobre leptogénesis en otro contexto.
Preguntas frecuentes
¿Qué es una partícula de Majorana?
Un fermión idéntico a su propia antipartícula. Solo puede serlo una partícula eléctricamente neutra, lo que convierte al neutrino en el único candidato entre los fermiones conocidos.
¿Qué le ocurrió a Ettore Majorana?
Desapareció la noche del 25 al 26 de marzo de 1938 durante un viaje en barco entre Palermo y Nápoles. No se halló ningún cuerpo. Se han propuesto el suicidio, el retiro a un monasterio y la emigración, y ninguna se ha establecido.
¿Resolvió el caso la investigación de 2015?
No. La fiscalía italiana lo cerró concluyendo que probablemente estuvo vivo en Venezuela entre 1955 y 1959, a partir de un testimonio y una fotografía. Es una hipótesis oficial más que una prueba, y no se acepta de forma unánime.
¿Por qué sigue importando la cuestión de Majorana?
Porque la respuesta determina si el número leptónico se conserva, si el mecanismo de balancín puede explicar la pequeñez de las masas de los neutrinos y si la leptogénesis puede explicar por qué el universo contiene materia.
¿Cómo podría zanjarse?
Mediante el doble decaimiento beta sin neutrinos, solo posible si el neutrino es su propia antipartícula. Los experimentos llevan décadas buscando sin detección, y los límites actuales superan vidas medias de 10^26 años.
