Majorana fermion (original) (raw)
En physique des particules, une particule de Majorana ou fermion de Majorana est un fermion qui est sa propre antiparticule. Ces particules sont nommées en hommage au physicien Ettore Majorana, qui a proposé ce modèle en établissant l'équation qui porte son nom. Ce terme est parfois utilisé en opposition aux particules de Dirac (ou fermions de Dirac) qui ont une antiparticule différente d'elles-mêmes.
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| dbo:abstract | En física de partícules, un fermió de Majorana (en anglès: Majorana fermion o Majorana particle), és un fermió que és la seva pròpia antipartícula. Van ser hipotesitzats per Ettore Majorana el 1937. Aquest terme de vegades es fa servir en oposició al fermió de Dirac, el qual descriu un fermió que no és la seva pròpia antipartícula. No es coneixen fermions de Majorana a la natura. Tots els fermions del model estàndard excepte el neutrí es comporten com els fermions de Dirac a baixa energia, però la natura dels neutrins no està assentada i pot ser o de Dirac o bé de Majorana. És a dir, un neutrí pot ser un fermió de Majorana o un fermió de Dirac. Si és el primer, llavors el és possible, s'estan desenvolupant experiments per buscar això. En la física de la matèria condensada els fermions de Majorana existeixen com excitacions de quasipartícules en superconductor i poden ser usats per formar enllaços Majorana que tenen estadístiques no abelianes. L'hipotètic neutralí dels models supersimétrics és un fermió de Majorana. (ca) Majorana-Fermionen sind in der Elementarteilchenphysik Teilchen mit halbzahligem Spin (Fermionen), deren Antiteilchen die gleichen Eigenschaften haben wie die Teilchen selbst. Sie wurden nach Ettore Majorana benannt. Majorana-Fermionen tragen insbesondere keine elektrische Ladung, denn andernfalls trügen Teilchen und Antiteilchen entgegengesetzte Ladungen und wären somit klar unterscheidbar, wie z. B. Elektronen und Positronen. Solche Fermionen, die eine Ladung tragen können, werden als Dirac-Fermionen bezeichnet. Von den Majorana-Fermionen zu unterscheiden sind außerdem die hypothetischen Majoronen, die zwar ebenfalls nach Ettore Majorana benannt sind, aber als Goldstone-Bosonen ganzzahligen Spin tragen. (de) Majorana fermiono, ankaŭ konita kiel partiklo de Majorana, estas fermiono kiu estas sia propra antipartiklo. Ili estis hipotezitaj de Ettore Majorana en 1937. La termino foje estas uzata kontraŭe al Diraka fermiono, kiu priskribas fermionojn, kiuj ne estas siaj propraj antipartikloj. Escepte de la neŭtrino, ĉiuj normaj modelaj fermionoj estas konataj kiel kondutaj fermionoj de Dirako al malalta energio (post elektrofaleca simetria rompo), kaj neniu estas Majorana fermiono. La naturo de la neŭtrinoj ne estas establita. Ili povas esti fermionoj de Dirako aŭ de Majorana. En fiziko de materio kondensita, la fermionoj ligitaj al Majorana povas aperi kiel de . (eo) Un fermión de Majorana, también conocido como partícula de Majorana, es un fermión que es su propia antipartícula. Fueron hipotetizados por Ettore Majorana en 1937. El término se utiliza a veces en oposición a los fermiones de Dirac, que describen fermiones que no son sus propias antipartículas. No se conocen fermiones elementales con su propia antipartícula, pero en física de la materia condensada han sido descubiertos hace mucho los fermiones de Majorana como cuasipartículas o en superconductores (formando una dupla con o sin acoplamiento espín-orbital). Con la excepción del neutrino, se sabe que todos los fermiones del Modelo Estándar se comportan como fermiones de Dirac a baja energía (después de la ruptura de la simetría electrodébil), y ninguno es fermión Majorana. La naturaleza de los neutrinos no está establecida, pueden ser fermiones de Dirac o de Majorana. (es) A Majorana fermion (/maɪəˈrɑːnə ˈfɛərmiːɒn/), also referred to as a Majorana particle, is a fermion that is its own antiparticle. They were hypothesised by Ettore Majorana in 1937. The term is sometimes used in opposition to a Dirac fermion, which describes fermions that are not their own antiparticles. With the exception of neutrinos, all of the Standard Model fermions are known to behave as Dirac fermions at low energy (lower than the electroweak symmetry breaking temperature), and none are Majorana fermions. The nature of the neutrinos is not settled – they may turn out to be either Dirac or Majorana fermions. In condensed matter physics, quasiparticle excitations can appear like bound Majorana fermions. However, instead of a single fundamental particle, they are the collective movement of several individual particles (themselves composite) which are governed by non-Abelian statistics. (en) En physique des particules, une particule de Majorana ou fermion de Majorana est un fermion qui est sa propre antiparticule. Ces particules sont nommées en hommage au physicien Ettore Majorana, qui a proposé ce modèle en établissant l'équation qui porte son nom. Ce terme est parfois utilisé en opposition aux particules de Dirac (ou fermions de Dirac) qui ont une antiparticule différente d'elles-mêmes. (fr) マヨラナ粒子（マヨラナりゅうし、英: Majorana particle）とは、粒子と反粒子が同一の中性フェルミ粒子の呼び名で、1937年にエットーレ・マヨラナが理論によって存在を予言した。マヨラナフェルミオンともいう。フェルミオン素粒子のうちでニュートリノ以外はすべてディラック粒子と考えられているが、ニュートリノがなのかマヨラナフェルミオンなのかは決着していない。 また、物質の励起状態がつくる準粒子がマヨラナ粒子として振る舞う場合があり、併せて説明する。 (ja) 마요라나 페르미온(Majorana fermion) 또는 마요라나 입자(Majorana particle)는 반입자가 자기 자신인 페르미온이다. 1937년에 에토레 마요라나가 마요라나 스피너를 제시해 기술하였으나 발견되지 않았다. 표준 모형 입자 중에는 중성미자가 마요라나 페르미온인지 아닌지 밝혀지지 않았다. 초대칭 모형의 뉴트랄리노는 마요라나 페르미온이다. 초전도체에서는 준입자인 마요라나 페르미온이 존재할 수 있다. (ko) In fisica delle particelle un fermione di Majorana o particella di Majorana, così detta in onore del fisico teorico italiano Ettore Majorana che l'ha teorizzata, è una particella fermionica che è anche la propria antiparticella. C'è qualche evidenza sperimentale di osservazione di fermioni di Majorana in natura (v. oltre). Un analogo matematico del fermione è stato osservato in fisica della materia condensata nel 2014, ma in questo caso non si ha a che fare con particelle quanto con quasiparticelle. Il neutrino potrebbe essere un fermione di Majorana così come anche un . Qualora il neutrino fosse un fermione di Majorana, sarebbe possibile osservare il doppio decadimento beta senza neutrini. Esperimenti alla ricerca di tale decadimento sono attualmente in corso. Il neutralino, ipotetica particella prevista dal modello supersimmetrico, sarebbe un fermione di Majorana, ma la sua esistenza non è stata a oggi verificata sperimentalmente. (it) Een Majorana-deeltje of Majorana-fermion is een type fermion dat zijn eigen anti-deeltje is. Het andere type fermion heet Dirac-fermion, dat verschilt van zijn anti-deeltje. Tot dusver zijn alle fermionen in het standaardmodel van de deeltjesfysica Dirac-fermionen, behalve eventueel de neutrino's, maar deze zijn ook geen Majorana-fermionen. Er zijn wel verschillende bosonen die hun eigen anti-deeltje zijn, zoals het Z-boson en het foton. In de supersymmetrietheorie is het neutralino zijn eigen anti-deeltje. De term wordt ook wel gebruikt wanneer men het heeft over quasideeltjes. Dat wil zeggen dat vele deeltjes zich collectief zodanig gedragen dat zij de eigenschappen van een enkel deeltje bezitten. (nl) Cząstki Majorany – fermiony, które są opisane równaniem Majorany, czyli są same dla siebie antycząstkami (cząstka i jej antycząstka są tożsame, nierozróżnialne); przeciwieństwo cząstek Diraca. Nazwa tych cząstek pochodzi od nazwiska Ettore Majorany, który zaproponował (zapostulował) istnienie takich cząstek na gruncie teorii kwantowej. Standardowe fermiony, nazywane cząstkami Diraca, mogą istnieć w czterech stanach: jako cząstka lub antycząstka, każda w dwóch stanach skrętności. Cząstki Majorany mają tylko dwa możliwe stany, odpowiadające dwóm skrętnościom; w ten sposób można by je umiejscawiać między materią a antymaterią. Obecnie nie są znane żadne istniejące w naturze elementarne cząstki Majorany. Cząstką taką mogłoby być neutrino, choć gdyby istotnie było ono cząstką Majorany, to możliwy byłby podwójny bezneutrinowy rozpad beta, jednakże dotychczas nie zaobserwowano tego zjawiska eksperymentalnie. Istnienie cząstek Majorany przewidują niektóre rozszerzenia modelu standardowego fizyki cząstek elementarnych, np. teoria supersymetrii przewiduje, że neutralino (mieszanina supersymetrycznych partnerów neutralnych bozonów takich jak foton, Z0 i neutralne bozony Higgsa) jest cząstką Majorany. W kwietniu 2012 r. naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Delfcie oraz Fundacji Podstawowych Badań Materii (FOM Foundation) poinformowali o odkryciu kwazicząstek Majorany jako stanów związanych o zerowej energii na końcach nadprzewodzących . Naukowcy z MIT zaobserwowali pierwsze cząsteczki fermionów majorany na powierzchni złota, jest to obiecujące z uwagi na możliwy konstrukt komputera kwantowego którego obliczenia będą wolne od błędów. Pierwsza publikacja w 2020 r. 21 kwietnia w 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. (pl) O férmion de Majorana é um férmion que é sua própria antipartícula. O conceito foi inicialmente proposto pelo físico italiano Ettore Majorana em 1937. O termo é muitas vezes usado em oposição ao férmion de Dirac, que descreve férmions que não são sua própria antipartícula. Com exceção do neutrino, todos os férmions do Modelo Padrão são conhecidos por se comportarem como férmions de Dirac a baixas energias (após a quebra de simetria eletrofraca), nenhum sendo um férmion de Majorana. A natureza dos neutrinos ainda está em discussão (eles podem ser tanto férmions de Dirac quanto de Majorana). Em física da matéria condensada, estados ligados de férmions de Majorana podem aparecer como excitações de quasipartículas, isto é, como o comportamento coletivo de um conjunto de partículas ao invés de apenas uma única partícula. Nesse caso esses férmions são governados por uma estatística não-Abeliana. Nenhum férmion de Majorana foi descoberto livre na natureza como uma partícula elementar no entanto, os cientistas examinaram a superfície perto das “ilhas” ferromagnéticas de sulfeto de európio e viram o sinal disparar energia quase zero na superfície superior do ouro. Segundo os cientistas, os sinais devem ser gerados por pares de férmions de Majorana. Acredita-se que o neutralino possa ser um férmion de Majorana. (pt) В физике элементарных частиц майора́новский фермио́н, или фермио́н Майора́ны — это фермион, который является своей собственной античастицей. Существование таких частиц было впервые рассмотрено итальянским физиком Этторе Майораной в 1937 году. В экспериментах с полупроводниковыми нанопроволоками наблюдались квазичастицы, обладающие свойствами майорановского фермиона. Экспериментальное обнаружение майорановских частиц как в физике высоких энергий, так и в области физики твёрдого тела приведёт к важным последствиям для науки в целом. (ru) Ферміон Майорани — гіпотетична частинка зі спіном 1/2, що є власною античастинкою. Можливість існування такої частинки теоретизував Етторе Майорана 1937 року. Ферміон Майорани може бути тільки нейтральною частинкою. У контексті, коли мова йде про ферміон Майорани, всі інші ферміони, що не є власними античастинками, називають діраковими. Жоден ферміон у рамках Стандартної моделі не є ферміоном Майорани. Однак, нейтрино може бути ферміоном Майорани, якщо вийти за межі Стандартної моделі. Якщо нейтрино має масу і є ферміоном Майорани, то можливий безнейтринний подвійний бета-розпад, в якому число лептонів не зберігається. Досі жодного випадку безнейтринного подвійного бета-розпаду не спостерігалося. Якщо він існує, то це надзвичайно рідкісна подія. Однак, експерименти з його реєстрації продовжуються, оскільки це задача, що стосується фундаментальних засад фізики. (uk) 马约拉纳费米子（英語：Majorana fermion）是一种费米子，它的反粒子就是它本身，1937年，埃托雷·马约拉纳發表論文假想這種粒子存在，因此而命名。與之相異，狄拉克费米子，指的是反粒子与自身不同的费米子。 除了中微子以外，所有標準模型的費米子的物理行為在低能量狀況與狄拉克費米子雷同（在電弱對稱性破壞後），但是中微子的本質尚未確定，中微子可能是狄拉克費米子或马约拉纳费米子。在凝聚體物理學裏，马约拉纳费米子以準粒子激發的形式存在於超導體裏，它可以用來形成具有的马约拉纳束縛態。 (zh) |
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(ko) В физике элементарных частиц майора́новский фермио́н, или фермио́н Майора́ны — это фермион, который является своей собственной античастицей. Существование таких частиц было впервые рассмотрено итальянским физиком Этторе Майораной в 1937 году. В экспериментах с полупроводниковыми нанопроволоками наблюдались квазичастицы, обладающие свойствами майорановского фермиона. Экспериментальное обнаружение майорановских частиц как в физике высоких энергий, так и в области физики твёрдого тела приведёт к важным последствиям для науки в целом. (ru) 马约拉纳费米子（英語：Majorana fermion）是一种费米子，它的反粒子就是它本身，1937年，埃托雷·马约拉纳發表論文假想這種粒子存在，因此而命名。與之相異，狄拉克费米子，指的是反粒子与自身不同的费米子。 除了中微子以外，所有標準模型的費米子的物理行為在低能量狀況與狄拉克費米子雷同（在電弱對稱性破壞後），但是中微子的本質尚未確定，中微子可能是狄拉克費米子或马约拉纳费米子。在凝聚體物理學裏，马约拉纳费米子以準粒子激發的形式存在於超導體裏，它可以用來形成具有的马约拉纳束縛態。 (zh) En física de partícules, un fermió de Majorana (en anglès: Majorana fermion o Majorana particle), és un fermió que és la seva pròpia antipartícula. Van ser hipotesitzats per Ettore Majorana el 1937. Aquest terme de vegades es fa servir en oposició al fermió de Dirac, el qual descriu un fermió que no és la seva pròpia antipartícula. No es coneixen fermions de Majorana a la natura. En la física de la matèria condensada els fermions de Majorana existeixen com excitacions de quasipartícules en superconductor i poden ser usats per formar enllaços Majorana que tenen estadístiques no abelianes. (ca) Majorana fermiono, ankaŭ konita kiel partiklo de Majorana, estas fermiono kiu estas sia propra antipartiklo. Ili estis hipotezitaj de Ettore Majorana en 1937. La termino foje estas uzata kontraŭe al Diraka fermiono, kiu priskribas fermionojn, kiuj ne estas siaj propraj antipartikloj. Escepte de la neŭtrino, ĉiuj normaj modelaj fermionoj estas konataj kiel kondutaj fermionoj de Dirako al malalta energio (post elektrofaleca simetria rompo), kaj neniu estas Majorana fermiono. La naturo de la neŭtrinoj ne estas establita. Ili povas esti fermionoj de Dirako aŭ de Majorana. (eo) Majorana-Fermionen sind in der Elementarteilchenphysik Teilchen mit halbzahligem Spin (Fermionen), deren Antiteilchen die gleichen Eigenschaften haben wie die Teilchen selbst. Sie wurden nach Ettore Majorana benannt. Majorana-Fermionen tragen insbesondere keine elektrische Ladung, denn andernfalls trügen Teilchen und Antiteilchen entgegengesetzte Ladungen und wären somit klar unterscheidbar, wie z. B. Elektronen und Positronen. Solche Fermionen, die eine Ladung tragen können, werden als Dirac-Fermionen bezeichnet. (de) A Majorana fermion (/maɪəˈrɑːnə ˈfɛərmiːɒn/), also referred to as a Majorana particle, is a fermion that is its own antiparticle. They were hypothesised by Ettore Majorana in 1937. The term is sometimes used in opposition to a Dirac fermion, which describes fermions that are not their own antiparticles. In condensed matter physics, quasiparticle excitations can appear like bound Majorana fermions. However, instead of a single fundamental particle, they are the collective movement of several individual particles (themselves composite) which are governed by non-Abelian statistics. (en) Un fermión de Majorana, también conocido como partícula de Majorana, es un fermión que es su propia antipartícula. Fueron hipotetizados por Ettore Majorana en 1937. El término se utiliza a veces en oposición a los fermiones de Dirac, que describen fermiones que no son sus propias antipartículas. No se conocen fermiones elementales con su propia antipartícula, pero en física de la materia condensada han sido descubiertos hace mucho los fermiones de Majorana como cuasipartículas o en superconductores (formando una dupla con o sin acoplamiento espín-orbital). (es) In fisica delle particelle un fermione di Majorana o particella di Majorana, così detta in onore del fisico teorico italiano Ettore Majorana che l'ha teorizzata, è una particella fermionica che è anche la propria antiparticella. 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Tot dusver zijn alle fermionen in het standaardmodel van de deeltjesfysica Dirac-fermionen, behalve eventueel de neutrino's, maar deze zijn ook geen Majorana-fermionen. Er zijn wel verschillende bosonen die hun eigen anti-deeltje zijn, zoals het Z-boson en het foton. In de supersymmetrietheorie is het neutralino zijn eigen anti-deeltje. (nl) O férmion de Majorana é um férmion que é sua própria antipartícula. O conceito foi inicialmente proposto pelo físico italiano Ettore Majorana em 1937. O termo é muitas vezes usado em oposição ao férmion de Dirac, que descreve férmions que não são sua própria antipartícula. Com exceção do neutrino, todos os férmions do Modelo Padrão são conhecidos por se comportarem como férmions de Dirac a baixas energias (após a quebra de simetria eletrofraca), nenhum sendo um férmion de Majorana. A natureza dos neutrinos ainda está em discussão (eles podem ser tanto férmions de Dirac quanto de Majorana). (pt) Ферміон Майорани — гіпотетична частинка зі спіном 1/2, що є власною античастинкою. Можливість існування такої частинки теоретизував Етторе Майорана 1937 року. Ферміон Майорани може бути тільки нейтральною частинкою. У контексті, коли мова йде про ферміон Майорани, всі інші ферміони, що не є власними античастинками, називають діраковими. (uk) |
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