Nota dominical: Ettore Majorana, el Nikola Tesla de la física teórica

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Hay personajes de los que no puedo hablar en este blog sin recibir un gran número de críticas. Mucha gente me regaña cuando hablo de Nikola Tesla (1856-1943). ¡Cómo te atreves a proferir su nombre en vano! La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional de Unidades (SI) recibió su nombre en 1960, relegando a Gauss al obsoleto Sistema Cegesimal de Unidades o CGS (1 tesla son 10.000 gauss) y olvidando a Maxwell por el camino, 1 gauss es 1 maxwell/cm². Gran parte de su mito se creó el mismo año de su deceso, en enero de 1943, en plena II Guerra Mundial, cuando la Corte Suprema de EEUU le acreditó en abril como inventor de la radio. No me preguntes el porqué, pero hay personajes que se convierten en mitos y son comparados con los grandes genios de la historia, aunque sus contribuciones científicas no sean comparables.

Ettore Majorana (1906-¿1938?) solo publicó 10 artículos científicos, el último de ellos póstumo. Sin embargo, muchos lo comparan con Newton, con Galileo y con los grandes genios del siglo XX. Durante su vida muy pocos se dieron cuenta de su genio, salvo quizás Enrico Fermi (1901-1954), Premio Nobel de Física en 1938 por su teoría de la interacción débil, quien le dirigió la tesis de grado en 1929, y Emilio G. Segré (1905-1989), Premio Nobel de Física en 1959 por el descubrimiento del antiprotón, que fue su profesor en 1928. ¿Por qué Majorana es un mito y está considerado uno de los físicos más importantes e influyentes del siglo XX? Hay un tipo de fermiones que recibe su nombre, los fermiones de Majorana, en pie de igualdad con los fermiones de Dirac. Obviamente, solo un gran genio puede poner su nombre al lado de los de Fermi y Dirac. ¿Realmente Majorana fue uno de los padres de la física del siglo XX?

Lo más asombroso que hizo en su vida Majorana fue “desaparecer” sin dejar rastro en 1938. Genios de su talla en el siglo XX hubo muchísimos, no solo italianos, también españoles. Pero hay gente que nace con estrella y gente que nace estrellada. La fama de Majorana nació la primera vez que conoció a Fermi, quien estaba estudiando un ecuación diferencial no lineal que aparecía en lo que ahora llamamos método de Thomas-Fermi; Fermi calculó la solución de forma numérica tras una semana de intenso trabajo y mostró el resultado a Majorana. Ni corto, ni perezoso, Majorana resolvió la ecuación de forma analítica esa misma noche y le mostró el resultado a Fermi a la mañana siguiente. Fermi quedó muy asombrado. De hecho, aún se conservan las páginas manuscritas originales de aquella noche “mágica” (Erasmo Recami, Salvatore Esposito, “The scientific manuscripts left unpublished by Ettore Majorana (with outlines of his life and work),” arXiv:0709.1183, Sep. 2007).

Majorana empezó a estudiar Ingeniería, pero cambió a Física por recomendación de Fermi. Mientras era estudiante publicó su primer artículo científico (“Sullo sdoppiamento dei termini Roentgen ottici a causa dell’elettrone rotante e sulla intensità delle righe del Cesio,” en colaboración con su amigo Giovanni Gentile Jr., publicado en Rendiconti Accademia Lincei 8: 229-233, 1928); parte de dicho trabajo lo presentó el 6 de julio de 1929 cuando defendió su trabajo fin de graduación en Física. En 1931 publicó cuatro artículos, dos sobre el enlace químico (“Sulla formazione dello ione molecolare di He,” Nuovo Cimento 8: 22-28, 1931; “Reazione pseudopolare fra atomi di Idrogeno,” Rendiconti Accademia Lincei 13: 58-61, 1931) y otros dos sobre espectroscopia (“I presunti termini anomali dell’Elio,” Nuovo Cimento 8: 78-83, 1931; “Teoria dei tripletti P’ incompleti,” Nuovo Cimento 8: 107-113, 1931). Estos trabajos teóricos demostraban un buen dominio del trabajo experimental, muy en la línea de la tradición de Fermi, combinar teoría y experimento.

Los trabajos más importantes de Majorana se publicaron en 1932, aunque no le dieron fama hasta mucho más tarde. En el primero, “Atomi orientati in campo magnetico variabile,” Nuovo Cimento 9: 43-50, 1932, derivó de forma independiente la fórmula de Landau-Zener (1932) y estudió el efecto de un campo magnético sobre un átomo anticipando trabajos posteriores de Rabi (1937) y Bloch-Rabi (1945), que acabaron con el Premio Nobel de Física de 1944 para Isidor I. Rabi. Y en el segundo, “Teoria relativistica di particelle con momento intrinseco arbitrario,” Nuovo Cimento 9: 335-344, 1932, estudió la teoría de campos relativistas para partículas de espín arbitrario, teoría que fue redescubierta una década más tarde por físicos soviéticos. En 1932 se descubrió el neutrón y Majorana pasó seis meses trabajando con Heisenberg en la teoría de las fuerzas de intercambio para explicar cómo los protones y neutrones se ligan en los núcleos de los átomos, que publicó al año siguiente (“Uber die Kerntheorie,” Zeitschrift für Physik 82: 137-145, 1933; también publicado como “Sulla teoria dei nuclei,” La Ricerca Scientifica 4: 559-565, 1933).

Majorana no volvió a publicar nada más hasta 1937, cuando tuvo que “promocionar” como profesor y se vio obligado a demostrar que era un investigador “en activo” (“Teoria simmetrica dell’elettrone e del positrone,” Nuovo Cimento 14: 171-184, 1937). Este artículo le ha hecho pasar a los libros de historia, pues introdujo lo que ahora llamamos fermiones de Majorana y sugirió que los neutrinos (partículas postuladas por Pauli y Fermi, entonces aún no descubiertas) podían ser partículas de Majorana; ahora nos puede parecer que la idea era revolucionaria, pues sabemos que los neutrinos tienen masa y oscilan, pero entonces era una idea exótica y pasó muy desapercibida (salvo por la comunidad de físicos italianos, en particular por Bruno Pontecorvo). Aún así, hoy en día hablamos de espinores de Majorana, masa de Majorana, osciladores de Majorana, e incluso de “majorones” (majorons).

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Entre 1933 y 1937 hay constancia de que Majorana siguió investigando por sus notas, manuscritos y por su correspondencia con otros físicos, pero no publicó nada. Su trabajo se centró en impartir clases de física: Métodos Matemáticos de la Mecánica Cuántica (curso 1933-34), Métodos Matemáticos de la Física Atómica (curso 1935-36), Electrodinámica cuántica (curso 1936-37). Nadie sabe el porqué, pero en 1938, el siciliano Majorana desapareció para no regresar. Esta desaparición fue el origen del mito, sin lugar a dudas.

¿Fue un gran docente Majorana? No hay constancia explícita, aunque muchos le admiran por el último curso que impartió en 1938, aunque solo tuvo 5 alumnos (las notas del curso se han preservado gracias a los apuntes de uno de ellos). Nada relevante, salvo para los mitómanos, que disfrutarán con A. Drago, S. Esposito, “Ettore Majorana’s Course on Theoretical Physics: A Recent Discovery,” Phys. Perspect. 9: 329-345, 2007 [arXiv:physics/0503084]. ¿Nada relevante? ¡Pero si anticipó en 1938 las integrales de camino de Feynman! Bueno, también lo hizo Dirac en 1933, pero bueno, si alguien está interesado… S. Esposito, “Una lezione particolare di Ettore Majorana,” arXiv:physics/0512174, Dic. 2005; S. Esposito, “Majorana and the path-integral approach to Quantum Mechanics,” arXiv:physics/0603140, Mar 2006; S. Esposito, “Four variations on Theoretical Physics by Ettore Majorana,” arXiv:physics/0604064, Apr. 2006. Más aún, si los cursos de física cuántica de Fermi eran soberbios, los de Majorana tenían que ser “resoberbios,” como no, A. De Gregorio, S. Esposito, “Teaching Theoretical Physics: the cases of Enrico Fermi and Ettore Majorana,” Am. J. Phys. 75: 781-790, 2007 [arXiv:physics/0602146].

¿Realmente Majorana era un genio comparable a, por ejemplo, Fermi? Si Fermi dijo que su alumno Majorana era un genio, por algo sería. Así lo opinan los que admiran al mito. ¿Quién descubrió la importancia de la teoría de grupos (las simetrías) en mecánica cuántica? Hermann Weyl (1885-1955) fue el padre matemático de la idea en 1928 y Eugene Wigner (1902-1995) quien la popularizó entre los físicos en 1931, pero algunos opinan que Majorana conocía y admiraba el trabajo de Weyl antes de Wigner, de hecho, uno de los 15 libros que Majorana tenía en propiedad era una edición del libro de Weyl “Gruppentheorie und Quantenmechanik” (1928) y dicho libro pudo influir en su trabajo y pensamiento científico. ¿Podría haber sido Majorana el Wigner italiano? Lo que está claro es que en su trabajo de 1933 citó y extendió los trabajos de Wigner. Los admiradores de Majorana disfrutarán con A. Drago, S. Esposito, “Following Weyl on Quantum Mechanics: the contribution of Ettore Majorana,” Found. Phys. 34: 871-887, 2004 [arXiv:physics/0401062].

Siempre pasa con los grandes genios “olvidados,” pero muchos lo olvidan muchas veces, muchas publicaciones “inéditas” y “rescatadas del olvido” de Majorana, en realidad no son suyas. Por ejemplo, Francesco Guerra, Nadia Robotti, “A forgotten publication of Ettore Majorana on the improvement of the Thomas-Fermi statistical model,” arXiv:physics/0511222, Nov. 2005, hablan de una publicación de Majorana, que en realidad no era suya (S. Esposito, “Again on Majorana and the Thomas-Fermi model: a comment to physics/0511222,” arXiv:physics/0512259, Dec. 2005).

¿Por qué Majorana era un “tipo” tan raro? Quizás era tan raro como todos nosotros; todos somos raros. Pero bueno, también se ha afirmado que su vida era reflejo de la “física cuántica” (O. B. Zaslavskii, “Ettore Majorana: quantum mechanics of destiny,” Priroda 11: 55-63, 2006 [arXiv:physics/0605001]; R. Jackiw, “Homage to Ettore Majorana,” arXiv:hep-th/0610228, Oct. 2006; Erasmo Recami, “Ettore Majorana: His Scientific (and Human) Personality. E.Majorana: Scientist and Man,” arXiv:0708.2855, Aut. 2007; S. Esposito, “Ettore Majorana and his heritage seventy years later,” arXiv:0803.3602, Mar 2008.

En resumen, Majorana es un mito, como Tesla, pero exagerar su genio y/o sus contribuciones es propio solo de mitómanos.

13 Comentarios

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Hector04Hector04

Inolvidable es la película la vía de panisperma q retrata su vida y misterio y me motivaron a seguir ingenieria. Su apuntes póstumos no tienen desperdicio en particular sus trabajos de ingeniería electrica como las componentes simétricas, similar a fortescue. Pero de mito no le doy ese aura, muy buen artículo de un personaje lleno de conflictos como la vida misma.

hicsuntdraconishicsuntdraconis

¡Magnífica reseña, Francis! Has conseguido que los que picamos (leyendo deprisa, no caí en la cuenta de que el April Fool’s Day es justamente el 1 de abril, no sé por qué creía que era el 4) en la inocentada la demos por bien empleada y pensemos aquello de que “no hay mal que por bien no venga”).

La comparación de Majorana con Galileo y Newton es del propio Fermi, cuando dijo

“Hay muchas categorías de científicos, gente de segunda o tercera fila, quienes hacen algo bueno, pero no van más allá. Hay también científicos de primera fila, quienes hacen grandiosos descubrimientos, fundamentales para el desarrollo de la ciencia. Pero después están los genios, como Galileo y Newton. Bueno, Ettore Majorana era uno de ellos.”

Creo que lo que dañó la carrera de Majorana fue su propio carácter. Fue reacio a publicar, a pesar de que el propio Fermi le instó a ello en más de una ocasión. Y mostraba cierta predisposición a minusvalorar el trabajo de otros, lo que imagino que dificulta la acogida entre colegas. Por otra parte Italia, a pesar de la antorcha de Fermi, Emilio Segré y el grupo de Via Panisperna, no dejaba de estar algo alejada de los centros principales donde se cocinaba la física moderna.

Si no leí mal, creo que Majorana criticó la ecuación relativista del electrón, de Dirac, dado que él tenía entre manos una más ambiciosa que comprendía un rango superior de valores del espín. Y cuando Anderson anunció el descubrimiento del positrón, Majorana se burló diciendo que lo que había visto era un electrón viajando en sentido inverso. Este ánimo hubo de crear casi con seguridad un sentimiento de prudente rechazo entre colegas. Parece que intimó con Heisenberg, y a saber si no en demasía (me refiero a las ideas políticas imperantes en Alemania). Esto debió alejarlo algo de Fermi, cuya mujer era judía (Fermi huyó de la Italia de Mussolini aprovechando la concesión del nobel), y de Emilio Segré, que era judío (y que creo que fue el que invitó a Majorana al grupo de Fermi).

Y sí, el asunto de su desaparición fue más que asombroso. Cada una de las tres posibles explicaciones principales: el suicidio, la huida a Argentina y la reclusión en un monasterio van acompañadas de detalles que casi obligan a descartarlas.

Lo que sí está claro es que Majorana era un superdotado que se hallaba en la senda del salto de la mecánica cuántica “clásica” a la naciente física de partículas y teorías de cuantificación de campos.

amarashiki

A mí lo que me entristece es ver el precio que tienen los libros con las notas/lecciones/ideas de Majorana (u otros libros que editan ideas o papers antiguos, o ideas poco usuales) editados por Springer (o algunos otras editoriales). Es abusivo…Entiendo que potencialmente tienen pocos lectores esa clase de libros, pero luego se andan quejando de la piratería y de los que usamos cosas, sitios, amigos, y recursos auxiliares para lograr esos materiales for free. No sé quién hace la estrategia de esos precios pero no me parece inteligente…Parece que prefieren que haya piratería o inhibir de comprar libros “curiosos”, en vez de facilitar su venta bajando precios. Si el libro es bueno, bajar de precio inicialmente es algo que yo considero se debe hacer. Cuando no lo hacen, es que no confían demasiado en los lectores…

Yo no sé quién es el que mantiene los precios de los libros tan altos, pero en estos tiempos, no bajar precios me parece sencillamente querer tomar el pelo o simplemente querer mantener el status quo que la revolución digital e internet ha traido. Así nos arrojaron a muchos a lograr libros digitales en lugar de adquirir libros clásicos por la ruta usual (aunque la usemos aún, pero cada vez más raramente).

hicsuntdraconishicsuntdraconis

Tienes razón, amarashiki. A mí también me resultan poco explicables los precios a los que están muchos papers que aparecen referenciados. Supongo que la intención es que los usuarios se abonen al servicio de consulta, porque se supone que los posibles interesados pertenecen a universidades o instituciones científicas. En cuanto a los demás, los precios son ciertamente disuasorios.

ArtemioArtemio

Francis, gracias por el artículo, me permite rellenar algunas lagunas sobre el físico italiano. Veo que la admiración por Weyl se extendía a Majorana, el mismo Einstein describió a Weyl como “un espíritu preclaro”. Por favor, si tienes tiempo de aclarar nuestras preguntas en la entrada de las branas negras te lo agradecemos. Feliz 2013.

JotaJota

Sobre su misteriosa desaparición es interesante leer la novela
La desaparición de Majorana de Leonardo Sciascia

Aporta datos interesantes sobre su personalidad

Carlos Reyes

Excelente entrada, es lo que yo llamo un pedacito de la historia de la fìsica, ante el genio de Fermi, me quito el sombrero por sus grandes aportes a la fìsica.

Lectora corrent

La última vez que estuve en Roma me alojé en un hotel junto a la via Panisperna, donde estuvo el Instituto de Física. Conocía la historia de Majorana y como hacía poco que había visto el film “I ragazzi di via Panisperna”, tenía curiosidad por ver si quedaba algo de aquel centro. Pregunté a un conserje del hotel, pensando que quizás no sabría de qué le hablaba, pero me sorprendió que me respondiese con otra pregunta: ¿Se refiere al Instituto donde trabajaron Enrico Fermi y Bruno Pontecorvo?” Le dije que también había trabajado allí Ettore Majorana, el físico que desapareció en 1938 y me replicó: “No desapareció: lo secuestraron los soviétivos para llevárselo a Rusia.” Sé que es una de las hipótesis que se barajaron a raíz de su desaparición, pero aquel, hombre la daba como segura. Luego averigüé que el instituto estuvo en un complejo de varios edificios y jardines que ahora forman parte del Ministerio del Interior, justo delante del hotel donde me hospedé.

Además del libro de Sciascia hay una obra de ficción basada en el misterio de la desaparición de Majorana i inspirada en el libro de Sciascia: “La deuxième disparition de Majorana”, escrita y publicada en francés por Jordi Bonells, un catalán que es profesor de español en la Universidad de Niza. Lo descubrí por casualidad hace algunos años en el escaparate de Jaimes, una libreria de Barcelona especializada en literatura francesa. Me pareció hallar un nexo entre el autor y su personaje, pues Jordi Bonells desapareció del panorama literario español después de haber ganado o quedado finalista en algunos premios.El libro combina la descripción de hechos reales con una trama de ficción; tiene rasgos de novela negra, pero también de ensayo y periodismo de investigación.

miguelmiguel

Hola,me encanta la historia de Ettore Majorana,yo la puntuaria con 100 %.
Es una lastima que no supiera nadar,me recuerda a La vida de Pi,siempre es mejor un tigre que un elefante.
Un saludo y gracias.

omalaled

En el libro “Átomos en mi familia”, de Laura Fermi, dedica unos párrafos a Majorana:

Ettore Majorana era un genio, un prodigio aritmético, un portento de perspicacia y potencia pensadora. Decían que era la mente más profunda y crítica de la Universidad de Física. Nadie se molestaba en usar la regla de cálculo si Ettore Majorana presente.

- Ettore, ¿quieres decirme el logaritmo de 1.538? ¿cuál es la raíz cuadrada de 243 por 578 elevado al cubo?”

Cierta vez, Fermi y él tuvieron un desafío. Fermi trabajaba con lápiz, papel y regla de cálculo. Majorana exclusivamente con la cabeza. Y quedaron empatados.

Majorana era un hombre introvertido y tímido ante los demás. Su cabeza no paraba de funcionar. Cuando iba en tranvía, con frecuencia, le asaltaba una idea o una teoría que relacionaba hechos experimentales entre sí. Entonces se ponía a buscar un lápiz que tenía en los bolsillos. El papel lo proporcionaba una cajetilla de tabaco. Más tarde, saltaba del tranvía e iba corriendo al Colegio de Física, buscaba a Fermi y a Franco Rasetti y cajetilla en mano exponía su idea.

- ¡Excelente! Escríbelo y hazlo publicar.
- ¡Oh no!, es un juego de niños.

Fumaba el último cigarro que le quedaba y tiraba la cajetilla a la papelera repleta de números. De hecho, Majorana ya había deducido la teoría de Heisenberg, antes que éste la publicara, sobre el núcleo con los protones y neutrones como piedras de construcción pero jamás lo publicó.

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