Ettore Majorana

Ettore Majorana ( / ˌ m aɪ . ə ˈ r ɑː n ə / MY -ə- RAH -nə , ^{[ 1 ]} Italienisch: [ˈɛttore majoˈraːna] ; 5. August 1906 – verschwunden am 25. März 1938) war ein italienischer theoretischer Physiker , der sich mit Neutrinomassen beschäftigte .

Die Majorana-Gleichung , Majorana-Fermionen und Microsofts Gerät zur Erzeugung topologischer Qubits , Majorana 1 , sind nach ihm benannt. 2006 wurde ihm zu Ehren der Majorana-Preis ins Leben gerufen.

1938 soll Enrico Fermi über Majorana gesagt haben: „Es gibt verschiedene Kategorien von Wissenschaftlern auf der Welt; die zweit- oder drittrangigen tun ihr Bestes, kommen aber nie sehr weit. Dann gibt es die erste Kategorie, diejenigen, die wichtige Entdeckungen machen, die grundlegend für den wissenschaftlichen Fortschritt sind. Aber dann gibt es die Genies, wie Galilei und Newton . Majorana war einer von ihnen.“ ^{[ 2 ]}

Majorana war ein Anhänger des italienischen Faschismus und Mitglied der Nationalen Faschistischen Partei . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Der historische Kontext zeigt, dass die italienische Regierung nach 1931 von allen Universitätsprofessoren einen Treueeid auf das faschistische Regime verlangte, um ihre Positionen zu behalten. Er verschwand unter mysteriösen Umständen, nachdem er eine Fahrkarte für eine Schiffsreise von Palermo nach Neapel gekauft hatte . Eine 2015 abgeschlossene Untersuchung ergab Hinweise darauf, dass Majorana zwischen 1955 und 1959 in Valencia, Venezuela, gelebt hatte. Der Fall wurde offiziell mit der Feststellung abgeschlossen, dass er emigriert war.

Majorana wurde in Catania , Sizilien, geboren . Sein Onkel Quirino Majorana war ebenfalls Physiker. Der mathematisch begabte Majorana begann 1923 sein Ingenieurstudium , wechselte aber 1928 auf Anraten von Emilio Segrè zur Physik . ^{[ 5 ] : 69–72} Er war noch sehr jung, als er sich Enrico Fermis Team in Rom als einer der „ Via Panisperna Boys “ anschloss , die ihren Namen von der Adresse ihres Labors hatten. ^{[ 6 ]}

Majorana war ein begeisterter und frommer Katholik . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Majoranas erste Arbeiten befassten sich mit Problemen der Atomspektroskopie . Seine erste Arbeit, veröffentlicht 1928, entstand während seines Studiums und wurde gemeinsam mit Giovanni Gentile Jr., einem Juniorprofessor am Institut für Physik in Rom, verfasst. Diese Arbeit war eine frühe quantitative Anwendung des Fermi-Modells der Atomstruktur (heute bekannt als Thomas-Fermi-Modell , benannt nach der zeitgleichen Beschreibung durch Llewellyn Thomas ) auf die Atomspektroskopie.

In dieser Arbeit führten Majorana und Gentile Berechnungen auf Basis der Dichtefunktionaltheorie (DFT) im Rahmen dieses Modells durch, die eine gute Übereinstimmung mit den experimentell beobachteten Kernenergien von Gadolinium und Uran sowie mit der Feinstrukturaufspaltung von Cäsiumlinien in optischen Spektren lieferten. 1931 veröffentlichte Majorana die erste Arbeit über das Phänomen der Autoionisation in Atomspektren, das er als „spontane Ionisation“ bezeichnete. Eine unabhängige Arbeit von Allen Shenstone von der Princeton University , die im selben Jahr erschien, nannte es „Autoionisation“, eine Bezeichnung, die erstmals von Pierre Auger verwendet wurde . Diese Bezeichnung, ohne Bindestrich, hat sich seither als Standardbegriff für das Phänomen etabliert.

Majorana erwarb 1929 seinen Laurea-Abschluss in Physik an der Universität La Sapienza in Rom. 1932 veröffentlichte er eine Arbeit auf dem Gebiet der Atomspektroskopie über das Verhalten ausgerichteter Atome in zeitlich veränderlichen Magnetfeldern. Dieses Problem, das auch von I. Rabi und anderen untersucht wurde, führte zur Entwicklung eines wichtigen Teilgebiets der Atomphysik, der Radiofrequenzspektroskopie. Im selben Jahr veröffentlichte Majorana seine Arbeit über eine relativistische Theorie von Teilchen mit beliebigem Eigenimpuls, in der er unendlichdimensionale Darstellungen der Lorentzgruppe entwickelte und anwandte und eine theoretische Grundlage für das Massenspektrum von Elementarteilchen lieferte. Wie die meisten von Majoranas Arbeiten, die in Italienisch verfasst waren, geriet auch diese für mehrere Jahrzehnte in relative Vergessenheit. ^{[ 9 ]}

Experimente von Irène Joliot-Curie und Frédéric Joliot im Jahr 1932 wiesen die Existenz eines unbekannten Teilchens nach, das sie für ein Gammastrahlenfragment hielten . Majorana interpretierte das Experiment als Erster korrekt und erkannte, dass ein neues Teilchen mit neutraler Ladung und einer Masse in etwa der des Protons erforderlich war ; dieses Teilchen ist das Neutron . Fermi riet ihm, einen Artikel zu diesem Thema zu verfassen, was Majorana jedoch nicht tat. James Chadwick bewies die Existenz des Neutrons später im selben Jahr experimentell und erhielt für diese Entdeckung den Nobelpreis . ^{[ 10 ]}

Majorana war dafür bekannt, dass er für seine Entdeckungen keine Anerkennung suchte, da er seine Arbeit als trivial betrachtete. Er verfasste zu Lebzeiten nur neun wissenschaftliche Arbeiten.

Auf Fermis Drängen verließ Majorana Anfang 1933 Italien mit einem Stipendium des Nationalen Forschungsrats. In Leipzig lernte er Werner Heisenberg kennen . In Briefen, die er später an Heisenberg schrieb, offenbarte Majorana, dass er in ihm nicht nur einen wissenschaftlichen Kollegen, sondern auch einen engen Freund gefunden hatte. ^{[ 5 ] : 71}

Als Majorana in Deutschland ankam, waren die Nationalsozialisten bereits an der Macht. Er arbeitete an einer Atomkerntheorie (1933 auf Deutsch veröffentlicht), die in ihrer Behandlung der Austauschkräfte eine Weiterentwicklung von Heisenbergs Atomkerntheorie darstellte. Im selben Jahr reiste Majorana auch nach Kopenhagen , wo er mit Niels Bohr , einem weiteren Nobelpreisträger und Freund und Mentor Heisenbergs, zusammenarbeitete.

Majorana war Mitglied der Nationalen Faschistischen Partei (PNF), der er am 31. Juli 1933 beigetreten war. ^{[ 3 ] : 718} Einen Monat vor seinem Verschwinden schrieb er an seine Mutter:

Heute bekommt man mir ein besseres Zimmer in der Via Depretis, von dem aus ich in drei Monaten Hitler vorbeiziehen sehen werde! ^{[ 11 ]}

In einem weiteren Brief aus Kopenhagen an Giovannino, ein Mitglied von Enrico Fermis Gruppe, äußerte er seine Unterstützung für die Nazi-Politik und lobte Hitlers Entlassung von Beamten aus den lokalen Verwaltungen und deren Ersetzung durch nationalistische Kader: ^{[ 12 ] : 147-157}

Hitler scheint zu wissen, was er tut. Vermutlich ist ihm das faschistische Beispiel dabei eine große Hilfe. ^{[ 13 ] : 148}

Majorana empfahl seiner Mutter, die Deutsch lernen wollte, eine Zeitung, die „über Nacht faschistisch wurde, nachdem Hitler Änderungen in der Redaktion vorgenommen hatte“. ^{[ 12 ] : 163}

^{Majorana befürwortete antisemitische Ansichten, indem er die Diskriminierung von Juden als Mittel zur „Unterdrückung einer gesellschaftlich schädlichen Mentalität“ [ 12 ]} rechtfertigte und damit implizierte, dass solche Maßnahmen notwendig seien, um Platz für eine neue Generation zu schaffen. Majorana schrieb:

Tatsächlich werden nicht nur die Juden, sondern auch die Kommunisten und generell alle Gegner des Regimes aus dem gesellschaftlichen Leben entfernt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Maßnahmen der Regierung einer historischen Notwendigkeit geschuldet sind: der Notwendigkeit, einer neuen Generation Raum zu geben, die Gefahr läuft, von wirtschaftlicher Stagnation erdrückt zu werden. ^{[ 12 ] : 170}

Der Italienischprofessor Joseph Francese argumentiert, dass Leonardo Sciascias Darstellung von Majoranas Verschwinden in erster Linie ein literarisches Konstrukt sei, das eine Debatte über die ethische Verantwortung von Wissenschaftlern anregen solle, und keine akkurate historische Darstellung. Laut Francese sei die Geschichte von Majoranas Verschwinden eine spätere Dramatisierung durch Sciascia, die verschleiere, dass Majorana in den 1930er Jahren aktiv in die nationalistische Politik involviert war. ^{[ 3 ]}

Im Herbst 1933 kehrte Majorana in schlechtem Gesundheitszustand nach Rom zurück. Er hatte sich in Deutschland eine akute Gastritis zugezogen und litt offenbar unter nervlicher Erschöpfung. Aufgrund einer strengen Diät zog er sich immer mehr zurück und wurde im Umgang mit seiner Familie zunehmend harsch. Seiner Mutter, zu der er zuvor ein herzliches Verhältnis gehabt hatte, schrieb er aus Deutschland, dass er sie nicht in den üblichen Sommerurlaub am Meer begleiten werde. Er erschien immer seltener im Institut und verließ bald kaum noch sein Haus; der vielversprechende junge Physiker war zum Einsiedler geworden. Fast vier Jahre lang schottete er sich von Freunden ab und veröffentlichte keine Werke mehr. ^{[ 5 ] : 71}

In diesen Jahren, in denen er nur wenige Artikel veröffentlichte, verfasste Majorana zahlreiche kleinere Arbeiten über Geophysik , Elektrotechnik , Mathematik und Relativitätstheorie . Diese unveröffentlichten Schriften, die in der Domus Galileiana in Pisa aufbewahrt werden , wurden von Erasmo Recami und Salvatore Esposito herausgegeben.

Majoranas letzte Veröffentlichung aus dem Jahr 1937 war die Ausarbeitung einer symmetrischen Theorie der Elektronen und Positronen . Diese entspricht modernen Feldtheoriemethoden und sagt voraus, dass Teilchen, die wie das Elektron eine elektrische Ladung besitzen und den Dirac-Gleichungen gehorchen, Fermionen sind und jeweils ein eigenes Antiteilchen haben. ^{[ 14 ]} Ladungslose Teilchen wie Neutrinos können mit ihren eigenen Antiteilchen zusammenfallen und werden Majorana-Fermionen genannt . Es gibt Spekulationen darüber, dass zumindest ein Teil der „fehlenden Masse“ im Universum, die nur durch Rückschlüsse auf ihren Gravitationseinfluss nachgewiesen werden kann, aus Majorana-Teilchen bestehen könnte.

Im Jahr 1938 wurde er im Alter von 31 Jahren unabhängig von den Wettbewerbsregeln und ohne Prüfung zum ordentlichen Professor für theoretische Physik an der Universität Neapel ernannt, aufgrund seines „hohen Rufs und seiner herausragenden Expertise auf dem Gebiet der theoretischen Physik“. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Berichten zufolge hatte Majorana vor seiner Reise von Neapel nach Palermo sein gesamtes Geld von seinem Bankkonto abgehoben. ^{[ 15 ]} Möglicherweise reiste er nach Palermo, um seinen Freund Emilio Segrè , einen Professor an der dortigen Universität, zu besuchen, doch Segrè befand sich zu dieser Zeit in Kalifornien .

In Palermo kaufte Majorana am 25. März 1938 eine Fahrkarte für eine Schiffsreise zurück nach Neapel. Er verschwand unter ungeklärten Umständen. Trotz mehrerer Ermittlungen wurde seine Leiche nicht gefunden, und sein Schicksal ist bis heute ungewiss.

Am Tag seines Verschwindens sandte Majorana aus Palermo folgende Nachricht an Antonio Carrelli, den Direktor des Physikalischen Instituts Neapel:

Lieber Carrelli, ich habe eine unumgängliche Entscheidung getroffen. Sie ist keineswegs egoistisch, doch mir ist bewusst, welche Schwierigkeiten mein plötzliches Verschwinden Ihnen und den Studierenden bereiten wird. Auch dafür bitte ich Sie um Verzeihung, insbesondere aber dafür, dass ich Ihr Vertrauen, Ihre aufrichtige Freundschaft und Ihr Mitgefühl der letzten Monate missbraucht habe. Ich bitte Sie, mich allen, die ich in Ihrem Institut kennenlernen und schätzen gelernt habe, besonders Sciuti, zu grüßen: Ich werde sie alle mindestens bis heute Abend um 23 Uhr, vielleicht auch länger, in guter Erinnerung behalten. – E. Majorana

Kurz darauf folgte ein Telegramm Majoranas, in dem er seine zuvor geplanten Reisen absagte. Offenbar kaufte er sich anschließend eine Fahrkarte für die Schiffsreise von Palermo zurück nach Neapel. Er wurde nie wieder gesehen. ^{[ 15 ]}

Der italienische Schriftsteller Leonardo Sciascia fasste einige Ergebnisse von Untersuchungen und Hypothesen zum Verschwinden Majoranas zusammen; ^{[ 17 ]} allerdings wurden einige seiner Schlussfolgerungen von ehemaligen Kollegen Majoranas, darunter E. Amaldi und E. Segrè, widerlegt. Recami untersucht kritisch verschiedene Hypothesen zu Majoranas Verschwinden, darunter auch die von Sciascia, und präsentiert Indizien für die Annahme, dass Majorana nach Argentinien reiste . ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

Der italienische Philosoph Giorgio Agamben veröffentlichte 2016 ein Buch, das den Fall des Verschwindens von Majorana untersucht. ^{[ 21 ]}

Zu den vorgeschlagenen Erklärungen für sein Verschwinden gehören:

• Selbstmord , vorgeschlagen von seinen Kollegen Amaldi , Segrè und anderen. ^{[ 22 ]}

• Auswanderung nach Argentinien , vorgeschlagen von Erasmo Recami und Carlo Artemi (die eine detaillierte hypothetische Rekonstruktion von Majoranas möglicher Auswanderung nach und seinem Leben in Argentinien entwickelten)

• Auswanderung nach Venezuela , die Rai 3- Talkshow " Chi l'ha Visto? " veröffentlichte eine Erklärung, in der es hieß, Majorana habe zwischen 1955 und 1959 gelebt und in Valencia , Venezuela , unter dem Nachnamen "Bini" gewohnt. ^{[ 23 ]}

• Der von Sciascia vorgeschlagene Rückzug in ein Kloster (vermutlich die Kartause Serra San Bruno ) wurde als möglicher Grund genannt. Sciascia schloss Selbstmord aus, da Majorana ein tiefgläubiger Katholik gewesen sei . Auch Majoranas Familie und sein Priester, Monsignore Francesco Riccieri, schlossen Selbstmord aus und sprachen sich für einen spirituellen Rückzug aus. Sciascia glaubte, Majorana habe verschwinden wollen, weil er vorausgesehen habe, dass Atomwaffen zu nuklearen Sprengstoffen führen würden, und er damit nichts zu tun haben wollte. ^{[ 8 ] [ 7 ]}

• Entführung oder Mord durch Bella, Bartocci und andere, um seine Beteiligung am Bau einer Atomwaffe zu verhindern

• Die Verwandlung zum Bettler, von Bascone und Venturini (die sogenannte " omu cani " oder "Hundemann"-Hypothese) ^{[ 24 ].}

Im März 2011 berichteten italienische Medien, dass die Staatsanwaltschaft Rom Ermittlungen zu der Aussage eines Zeugen eingeleitet hatte, der angab, Majorana in den Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg in Buenos Aires getroffen zu haben. ^{[ 25 ] [ 26 ]} Am 7. Juni 2011 berichteten italienische Medien, dass die wissenschaftliche Ermittlungsabteilung ( Reparto Investigazioni Scientifiche , RIS) der Carabinieri ein 1955 in Argentinien aufgenommenes Foto eines Mannes analysiert und zehn Ähnlichkeiten mit Majoranas Gesicht festgestellt hatte. ^{[ 27 ]}

Am 4. Februar 2015 veröffentlichte die Staatsanwaltschaft Rom eine Erklärung, in der sie mitteilte, dass Majorana zwischen 1955 und 1959 in Valencia, Venezuela, gelebt hatte . ^{[ 28 ]} Aufgrund neuer Erkenntnisse erklärte die Staatsanwaltschaft den Fall des Verschwindens offiziell für abgeschlossen, da keine strafrechtlichen Beweise für sein Verschwinden vorlagen, man von einer freiwilligen Entscheidung ausging und annahm, dass er nach Venezuela ausgewandert war. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Am 17. Januar 2025 erließ die Zivilabteilung des Gerichts von Rom ein Dekret vom 19. Dezember 2024, in dem sein mutmaßlicher Tod festgestellt und der Tag seines Verschwindens als offizieller Todestag festgelegt wurde. ^{[ 30 ]}

Im Jahr 2006 feierte Majorana sein hundertjähriges Bestehen.

Anlässlich des 100. Geburtstags von Ettore Majorana fand am 5. und 6. Oktober 2006 in Catania eine internationale Konferenz zum Thema „Das Erbe Ettore Majoranas und die Physik des 21. Jahrhunderts“ statt. ^{[ 31 ]} Die Konferenzbeiträge mit Artikeln hochrangiger internationaler Wissenschaftler wie A. Bianconi, D. Brink, N. Cabibbo , R. Casalbuoni, G. Dragoni, S. Esposito, E. Fiorini, M. Inguscio, R. W. Jackiw, L. Maiani , R. Mantegna, E. Migneco, R. Petronzio, B. Preziosi, R. Pucci, E. Recami und Antonino Zichichi wurden von den „Proceedings of Science“ der SISSA (Proceedings of Science of Science) unter der Leitung von Andrea Rapisarda (Vorsitz), Paolo Castorina, Francesco Catara, Salvatore Lo Nigro, Emilio Migneco, Francesco Porto und Emanuele Rimini veröffentlicht .

Ein Gedenkband mit seinen neun gesammelten Aufsätzen, Kommentaren und englischen Übersetzungen wurde 2006 von der Italienischen Physikalischen Gesellschaft herausgegeben. ^{[ 32 ]}

Zum Gedenken an den hundertsten Jahrestag veröffentlichte das Electronic Journal of Theoretical Physics (EJTP) eine Sonderausgabe mit zwanzig Artikeln, die der modernen Weiterentwicklung von Majoranas Erbe gewidmet waren. Das EJTP stiftete außerdem einen Preis in seinem Andenken. Die Majorana-Medaille bzw. der Majorana-Preis ist eine jährliche Auszeichnung für Forscher, die in der theoretischen Physik – im weitesten Sinne – besondere Kreativität, kritisches Denken und mathematische Strenge bewiesen haben. Die Preisträger des Majorana-Preises 2006 waren Erasmo Recami ( Universität Bergamo und INFN ) und George Sudarshan ( Universität von Texas ). des Majorana-Preises 2007: Lee Smolin ( Perimeter Institute for Theoretical Physics , Kanada), Eliano Pessa (Centro Interdipartimentale di Scienze Cognitive, Università di Pavia und Dipartimento di Psicologia, Università di Pavia Piazza Botta, Italien) und Marcello Cini (Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza, Roma, Italien).

• Clifford-Modul
• Fano-Resonanz
• Ich ragazzi di via Panisperna (Film)
• Landau-Zener-Formel
• Liste der Personen, die auf mysteriöse Weise im Meer verschwunden sind
• Majoron

• Amaldi, E. (1968). „L'opera Scientifica di Ettore Majorana“ [Das wissenschaftliche Werk von Ettore Majorana]. Physis (auf Italienisch). X : 173–187 .— eine Zusammenfassung von Majoranas wissenschaftlichen Leistungen (auf Italienisch)
• Majorana, Ettore (2006). Bassani, GF (Hrsg.). Wissenschaftliche Arbeiten anlässlich des hundertjährigen Jubiläums der Geburt . Bologna: SIF. ISBN 978-88-7438-031-2Archiviert vom Original am 7. Februar 2012.— Majoranas gesammelte Schriften, mit englischen Übersetzungen und Kommentaren
• Recami, E.; Esposito, S., Hrsg. (2006). Appunti inediti di Fisica teorica . Zanichelli.
• Artemi, Carlo (2007). Il plano Majorana: Una fuga perfetta [ Der Majorana-Plan: Eine perfekte Flucht ]. Rom, IT: De Rocco Press.
• Amaldi, E. (1968). „Ricordo di Ettore Majorana“. Giornale di Fisica . 9 .
• Recami, E. (2001). Il caso Majorana [ Der Fall Majorana ]. Roma, IT: Di Renzo Editore.
• Bascone, I. (1999). Tommaso ließ sich von Ettore Major, einem sizilianischen Finanzminister im Tempo des Faschismus, verzaubern und elend zittern . Herausgeberin Ananke.
• Licata, I., Hrsg. (2006). Majorana-Erbe in der zeitgenössischen Physik . Roma, IT: Di Renzo Editore.
• Castellani, L. (2006) [1974]. Dossier Majorana, Fratelli Fabbri (2. Aufl.).
• Sciascia, L. (1975). La scomparsa di Majorana . Adelphi-Herausgeber.
• Bella, S. (1975). Rivelazioni sulla sulla sulla sas di uno scienziato: Ettore Majorana . Italienische Letteraria.
• Esposito, S. (2008). „Ettore Majorana und sein Erbe siebzig Jahre später“. Annalen der Physik . 17 (5): 302–318 . arXiv : 0803.3602 . Bibcode : 2008AnP...520..302E . doi : 10.1002/andp.200810296 . S2CID 14599270 . 
• Majorana, Ettore (2009). Esposito, S.; Recami, E.; van der Merwe, A. (Hrsg.). Ettore Majorana: Unveröffentlichte Forschungsnotizen zur theoretischen Physik . Fundamentale Theorien der Physik. Band 159. Springer. ISBN 978-1-4020-9113-1Diee- ISBN 978-1-4020-9114-8
• Große Geheimnisse der Vergangenheit . Pleasantville, New York: Reader’s Digest Association. 1991. S.  69–72 . ISBN 0-89577-377-5Die
• Bartocci, U. (1999). La scomparsa di Majorana: eine Staatsaffäre? . Herausgeber Andromeda.
• Sarasua, L. Der Ring von Professor Meitner: Der Kampf einer Wissenschaftlerin – via Amazon.com.
• Magueijo, J. (2009). Eine strahlende Dunkelheit . New York City, NY: Grundlegende Bücher. ISBN 978-0-465-00903-9Die
• Pizzi, M. (2014) [2012]. Il mare di Majorana, Teatro Helios-Preis [ Das Majorana-Meer, ein Theaterstück in drei Akten ]. Amazon KDP.
• Esposito, Salvatore (2017). Ettore Majorana – Unenthülltes Genie und unendliche Geheimnisse . Springer Biographies. Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-54318-5Die

• „Das Vermächtnis Ettore Majoranas und die Physik des 21. Jahrhunderts“ . Proceedings of Science (POS) . Triest, IT: SISSA.
• Zichichi, Antonino . „Ettore Majorana: Genie und Mysterium“ (PDF) . Archiviert vom Original (PDF) am 4. April 2019. Abgerufen am 22. August 2009 .
• „Ettore Majorana: Genie und Mysterium“ . Buchbesprechung. CERN Courier . Archiviert vom Original am 4. Dezember 2008. Abgerufen am 27. Oktober 2006 .
• „Ettore Majorana.eu Homepage“ . Archiviert vom Original am 4. Juni 2014.
• "Ettore Majorana.it Homepage" .
• "Ettore Majorana Stiftung und Zentrum für wissenschaftliche Kultur" .
• „Majorana-Vermächtnis in der zeitgenössischen Physik“ .
• „Majorana-Preis“ . Archiviert vom Original am 27. Juni 2009. Abgerufen am 21. November 2006 .