Ettore Majorana aveva intuito la presenza della “Materia oscura”?

di Giulio Messina

Essere o non essere? Questo è quel che si chiedeva Shakespeare, eppure, non abbiamo considerato a fondo un altro tipo di dilemma: “Essere e non essere” è stato il dilemma, ben più complesso, fu invece alla base degli studi del fisico siciliano, Ettore Majorana  (a destra, Ettore Majorana: foto tratta da cartesio-episteme.net). In un periodo dove immensi acceleratori di particelle cercano, tra le tante cose, di dimostrare tale dilemma, ci sembra giusto mettere luce su una delle personalità più importanti, anche in chiave futura, del mondo siciliano.

La possibilità di essere e non essere allo stesso tempo, perseguitava le idee e gli studi di uno dei più stretti collaboratori di Enrico Fermi, il nostro Ettore Majorana. La sua figura è stata resa celebre per lo più dalle sue vicende umane, che lo hanno visto scomparire misteriosamente nel 1938. Molti attribuirono tale scomparsa ad una sorta di rimorso accademico per l’aver partecipato alla nascita della bomba atomica; come siano andate realmente le cose non lo sappiamo, e quel che vogliamo fare, invece, è dare visibilità ad una delle teorie più affascinanti della fisica.

Cosa significa essere e non essere allo stesso tempo? Majorana teorizzò la possibilità della coesistenza di due particelle gemelle opposte, senza che esse si annichilissero; in sostanza, teorizzò l’esistenza di una particella che fosse allo stesso tempo la sua antiparticella.

Ma facciamo un passo indietro, nel nostro caso molto indietro: il Big Bang, l’esplosione che ha dato vita a tutto (fortuna o sfortuna?), genera una sostanziale rottura della simmetria vigente tra materia e antimateria: ogni particella di materia ha una sua gemella di antimateria, il rapporto non è dei migliori, tanto che lo si può definire esplosivo, esse, di fatto, si annichiliscono.

Il perché il nostro universo sia formato da materia, è da ricondurre, appunto, a questa “vittoria” asimmetrica, se così vogliamo definirla, della materia. Perché questa asimmetria? Beh, a questo non sappiamo ancora dar risposta. Tuttavia, la possibile esistenza di una tale particella, detta appunto particella di Majorana, rivoluzionerebbe notevolmente le cose: una particella del genere, infatti, sarebbe una “quasi” particella, un ibrido materia-antimateria che permetterebbe di andare a fondo circa lo studio di uno dei misteri più grandi della cosmologia: la materia oscura e la sua gemella, l’energia oscura. Entrambe formerebbero circa il 90% dell’universo eppure non le abbiamo mai viste.

Dice Bruce H. Margon: “È una situazione alquanto imbarazzante dover ammettere che non riusciamo a trovare il 90% dell’Universo”. Qui si spiega dunque l’importanza che avrebbe la particella Majorana. Sarebbe proprio questa che potrebbe comporre la nostra latitante materia oscura. Eppure non l’abbiamo ancora trovata. (a sinistra, altra foto di Ettore Majorana: tratta da cilentonotizie.it)

La grande intuizione del fisico siciliano muove da una scoperta di Paul Dirac alla fine degli anni ’20: egli sosteneva che ogni particella elettricamente carica possedeva un “gemello” opposto. Il nostro Majorana sosteneva, però, che tale teoria valesse anche per le particelle elettricamente neutre. Ed effettivamente ciò vale per il fotone, particella neutra che possiede un gemello.

Perché allora non possiamo definire dimostrata la teoria di Majorana? Il nodo sta nel fatto che il fisico siciliano si riferisce ai fermioni, particelle che compongono la materia, mentre il fotone è un bosone, come il famigerato bosone di Higgs, ovvero una particella che veicola una forza. Recenti esperimenti del CERN, grazie all’acceleratore di particelle LHC, avrebbero trovato particelle con zero energia e zero carica che sarebbero delle ibride materia-antimateria, ovvero il modello teorizzato da Majorana.

Cosa ci riserva il futuro? La fisica potrebbe andare incontro ad una vera rivoluzione se si presentasse, finalmente, il 90% del nostro universo, la famigerata materia oscura. E se alla base di una simile impresa scientifica ci fosse la teoria di un siciliano?

Aspettiamo fiduciosi i risvolti degli esperimenti di tutto il mondo per poter dire che ad “illuminare” la materia oscura è stato anche il lavoro di un frutto della Sicilia. Il nostro Ettore Majorana. (a destra, foto tratta da oggiscienza.wordpress.com)