Onderzoekers Princeton claimen vondst majoranadeeltje

De Delftse natuurkundigen die twee jaar geleden wereldnieuws maakten met de ontdekking van het langgezochte majoranadeeltje, hebben er een geduchte concurrent bij. Onderzoekers van de universiteit van Princeton zeggen een soortgelijk verschijnsel te hebben gevonden, en bovendien echt zeker te weten dat het een majorana is. Delft hield daarover tot nog toe steeds slagen om de arm. De ontdekking in Princeton, aan het uiteinde van een speciaal geprepareerd nanodraadje van ijzeratomen op een supergeleidende ondergrond van lood, is vandaag gepubliceerd in Science.

Martijn van Calmthout
Een tekening van het Majoranadeeltje dat onderzoekers van de universiteit van Princeton zeggen te hebben gevonden. Beeld Princeton
Een tekening van het Majoranadeeltje dat onderzoekers van de universiteit van Princeton zeggen te hebben gevonden.Beeld Princeton

Pikant detail is dat de claim het werk is van een van de voormalige promovendi van de Delftse leider van het majorana-team, Spinozaprijswinnaar Leo Kouwenhoven van het instituut voor Nanofysica. Ook interessant is dat deze Stevan Nadj-Perge na zijn post-doc in Princeton inmiddels weer in Delft werkt aan het majorana-onderzoek daar, dat ondermeer door Microsoft wordt gesponsord.

De reden voor de belangstelling van de softwaregigant voor het exotische deeltje is dat dat mogelijk een cruciaal onderdeel kan worden van een zogeheten quantumcomputer. Een dergelijk apparaat gebruikt de natuurlijke vaagheid van de deeltjeswereld om simultaan massale berekeningen uit te voeren. Probleem van quantumcomputers is dat de gebruikte deeltjestoestanden uiterst gevoelig zijn voor storingen. Bij majoranadeeltjes is dat niet het geval, omdat hun eigenschappen voorkomen dat ze gemakkelijk van de wijs raken.

Teamleider Leo Kouwenhoven zegt in een reactie op het nieuws in Science dat de Amerikaanse claims wat stellig zijn, maar de resultaten vergelijkbaar zijn met die eerder in Delft. 'Dit werk is een aanvulling op het onze, en laat zien dat de ideeën over majorana's op de uiteinden van nanodraadjes vruchtbaar zijn.'

Deeltjes met exotische eigenschappen

Majoranadeeltjes werd in de jaren '30 van de vorige eeuw voorspeld door de legendarische Italiaanse theoretisch fysicus Ettore Majorana, die kort daarna onder mysterieuze omstandigheden verdween, mogelijk een zelfmoord. De deeltjes zijn in theorie hun eigen zogeheten anti-deeltjes en hebben daardoor exotische eigenschappen, die in theorie kunnen worden gebruikt om een geheugenelement voor een computer te maken. Natuurkundigen zochten sindsdien tevergeefs naar een dergelijk deeltje, zowel met versnellers als in mineralen.

In de jaren negentig ontstond het idee dat het deeltje wellicht niet vrij in de natuur bestaat, maar dat de kenmerken ervan wel kunnen worden opgewekt in bepaalde geleidende nanodraadjes op supergeleidende chips. Kouwenhoven was in 2012 de eerste die dat idee in de praktijk bracht en majorana-achtig gedrag zag. Microsoft sponsort hem daarbij voor een miljoen dollar.

Hij publiceerde de ontdekking in Science, nieuws dat de wereldpers haalde en leidde tot speculaties over een Nobelprijs. Kouwenhoven zelf bleef tot nog toe voorzichtig over zijn ontdekking. 'Het ziet er uit als een majorana, loopt als een majorana, praat als een majorana, maar het echte harde bewijs moet nog komen', zei hij eerder.

Delftse natuurkundigen onder leiding van Leo Kouwenhoven (rechts) maakten twee jaar geleden wereldnieuws met de ontdekking van het majoranadeeltje. Beeld Redactie
Delftse natuurkundigen onder leiding van Leo Kouwenhoven (rechts) maakten twee jaar geleden wereldnieuws met de ontdekking van het majoranadeeltje.Beeld Redactie
Meer over