Partículas de Majorana: el misterioso ladrillo de la materia que podría revolucionar la computación cuántica

En el corazón de la física moderna existe una de esas ideas capaces de cambiar nuestra comprensión del universo y, al mismo tiempo, transformar la tecnología del futuro. Las partículas de Majorana, predichas hace casi un siglo, siguen siendo uno de los grandes enigmas de la física de partículas y de la materia condensada. Su posible existencia no solo desafía conceptos fundamentales sobre la naturaleza de la materia, sino que también abre la puerta a ordenadores cuánticos mucho más estables y potentes.

¿Qué son las partículas de Majorana?

Las partículas de Majorana reciben su nombre del físico italiano Ettore Majorana, quien en 1937 propuso una solución matemática sorprendente a las ecuaciones relativistas del electrón. Según su teoría, podría existir un tipo de partícula que fuese simultáneamente su propia antipartícula.

Para entender por qué esto es extraordinario, conviene recordar que la mayoría de partículas conocidas tienen una antipartícula distinta. Por ejemplo, el electrón tiene el positrón, con carga opuesta. Sin embargo, una partícula de Majorana no tendría esta distinción: materia y antimateria serían la misma entidad.

Este concepto rompe con la intuición clásica y plantea preguntas fundamentales sobre el origen del universo, especialmente sobre por qué existe más materia que antimateria.

¿Existen realmente?

Hasta hoy, no se ha confirmado de forma definitiva la existencia de partículas elementales de Majorana. Sin embargo, existen dos grandes líneas de investigación:

-Física de partículas
Algunos científicos creen que los neutrinos podrían ser partículas de Majorana. Si se confirmara, ayudaría a explicar procesos cosmológicos clave, como la asimetría entre materia y antimateria tras el Big Bang.

-Materia condensada
En ciertos materiales superconductores, los físicos han observado comportamientos que imitan las propiedades de una partícula de Majorana. En este contexto se habla de cuasipartículas de Majorana, excitaciones colectivas que emergen del comportamiento conjunto de muchos electrones.

Diversos experimentos en laboratorios europeos y estadounidenses, incluidos proyectos vinculados al CERN, continúan investigando señales compatibles con estas partículas, aunque la confirmación definitiva sigue siendo objeto de debate científico.

(Foto: Wikimedia Commons)

Por qué interesan tanto a la computación cuántica

El entusiasmo reciente por las partículas de Majorana se debe en gran parte a su posible aplicación tecnológica. Las cuasipartículas de Majorana podrían utilizarse para crear qubits topológicos, un tipo de unidad de información cuántica mucho más resistente al ruido y a los errores que los qubits actuales.

Empresas tecnológicas como Microsoft han invertido años de investigación en esta dirección. El objetivo es construir ordenadores cuánticos capaces de realizar cálculos imposibles para los superordenadores clásicos, desde el diseño de nuevos materiales hasta simulaciones químicas avanzadas.

La clave está en que la información almacenada en sistemas basados en Majorana estaría protegida por las propiedades topológicas del sistema, reduciendo drásticamente la decoherencia, uno de los mayores problemas de la computación cuántica actual.

Un misterio científico que sigue abierto

La historia de las partículas de Majorana combina física teórica, experimentación extrema y una dosis de misterio humano: el propio Ettore Majorana desapareció en 1938 en circunstancias nunca aclaradas, lo que ha contribuido al aura legendaria de su trabajo.

Hoy, casi un siglo después, su predicción sigue guiando algunas de las investigaciones más avanzadas de la física moderna. Si finalmente se demuestra su existencia, no solo cambiará los libros de texto, sino también la tecnología del siglo XXI.