Glossar der Physik - Begriffserklärung





Majorana-Fermion
Majorana-Fermionen sind eine hypothetische Klasse von Elementarteilchen, die eine ganz besondere Eigenschaft besitzen: Sie sind ihre eigenen Antiteilchen. Um das zu verstehen, muss man wissen, dass es zu fast jedem bekannten Teilchen, wie zum Beispiel dem Elektron, ein sogenanntes Antiteilchen gibt, das die gleiche Masse, aber entgegengesetzte Ladung besitzt. Treffen ein Teilchen und sein Antiteilchen aufeinander, vernichten sie sich gegenseitig und setzen dabei Energie frei. Ein Majorana-Fermion wäre also gleichzeitig Teilchen und Antiteilchen und könnte sich theoretisch selbst auslöschen. Diese Idee geht auf den italienischen Physiker Ettore Majorana zurück, der diese Teilchen 1937 erstmals theoretisch beschrieb.
Obwohl Majorana-Fermionen in der Natur bisher nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden konnten, spielen sie in der modernen Physik eine wichtige Rolle. Sie treten beispielsweise in bestimmten Theorien der Supraleitung auf, einem Zustand, in dem Materialien Strom ohne jeglichen Widerstand leiten können. In diesem Zusammenhang werden sie oft als "Quasiteilchen" beschrieben, da sie nicht als isolierte Teilchen existieren, sondern als kollektive Anregungen in einem Material. Ein vielversprechender Ansatz, um Majorana-Fermionen zu erzeugen, ist die Kombination von Supraleitern und Halbleitern in speziellen Nanostrukturen.
Die Erforschung von Majorana-Fermionen ist nicht nur aus rein wissenschaftlichem Interesse von Bedeutung. Sie könnten auch eine Schlüsselrolle in der Entwicklung von Quantencomputern spielen.…









