deeltje en antideeltje zouden hetzelfde kunnen zijn
advertisement
Majorana’s idee deeltje en antideeltje zouden hetzelfde kunnen zijn materie en antimaterie ❖ 1930: Paul Dirac introduceert het antideeltje ❖ 1932: Carl Anderson ontdekt het “antielektron” = positron elektron positron tegengestelde lading tegengestelde spin deeltje en antideeltje kunnen elkaar annihileren 1 materie en antimaterie ❖ 1930: Paul Dirac introduceert het antideeltje ❖ 1932: Carl Anderson ontdekt het “antielektron” = positron is het veilig om deze kopie van mijzelf een hand te geven? 1 materie en antimaterie ❖ 1930: Paul Dirac introduceert het antideeltje ❖ 1932: Carl Anderson ontdekt het “antielektron” = positron ❖ 1937: Ettore Majorana voorspelt dat neutrale deeltjes hun eigen antideeltje zijn ❖ 2012: neutron is geen Majorana deeltje; neutrino – misschien... twee Majorana deeltjes kunnen elkaar annihileren Gran Sasso: sinds 1990 op zoek naar neutrino-annihilatie 1 2 3 Majorana-deeltjes in metalen ❖ geen elementair deeltje, maar opgebouwd uit elektronen (“quasideeltje”) ❖ niet in vacuüm, maar in een metaal (een “golf ” in een “zee” van elektronen) ❖ de grote puzzle: hoe raak ik de lading van het elektron kwijt? oplossing: supergeleider (Grisha Volovik, 1999) 4 elektron gat “zeespiegel” = nulpunt van energie elektronenzee gat (ontbrekend elektron) = antideeltje van elektron 5 elektron gat elektronenzee gat (ontbrekend elektron) = antideeltje van elektron gezocht: deeltje dat zowel elektron als gat is elektron-gat annihilatie 5 quantumsuperpositie van elektron en gat (tegelijkertijd elektron én gat!) lading = 0 supergeleider (een magneetveld zorgt ervoor dat ook spin = 0) gezocht: deeltje dat zowel elektron als gat is dit kan, in principe, in een supergeleider, waar je het ladingsverschil tussen elektron en gat in kunt “verstoppen”. 6 supergeleider twee van deze deeltjes kunnen elkaar annihileren, dus het zijn Majorana-deeltjes! 6 supergeleider twee van deze deeltjes kunnen elkaar annihileren, dus het zijn Majorana-deeltjes! 1 Majorana-deeltje = ½ elektron + ½ gat er is altijd een even aantal Majorana-deeltjes, die alleen stabiel zijn als ze ver van elkaar zijn verwijderd (b.v.b. aan de twee uiteinden van een draad) ze bevinden zich noodzakelijkerwijs “op de zeespiegel”, dus bij energie = 0 6 rekenen met Majorana-deeltjes annihilatie van twee Majorana-deeltjes supergeleider 7 annihilatie van twee Majorana-deeltjes supergeleider 2×(½ elektron + ½ gat) → 0 er is nog een mogelijkheid…. 7 fusie van twee Majorana-deeltjes supergeleider 8 fusie van twee Majorana-deeltjes supergeleider 2×(½ elektron + ½ gat) → 1 elektron + 1 gat 8 supergeleider ❖ 2 Majorana-deeltjes bevatten informatie (annihilatie = 0, fusie = 1) 9 alleen samen bevatten ze informatie over 0 of 1, niet afzonderlijk cryptogram 10 supergeleider ❖ 2 Majorana-deeltjes bevatten informatie (annihilatie = 0, fusie = 1) ❖ verwisselen van twee deeltjes schakelt tussen 0 en 1 ❖ bouwsteen van een quantum-computer 11 © Anton Akhmerov
