As partículas mais comuns são os elétrons e os fótons, entendidos como exemplos das grandes famílias dos férmions e bósons, às quais pertencem todas as outras partículas da natureza. Mas existe outra categoria possível de partículas, os chamados anyons. Prevê-se que os Anyons surjam dentro de materiais pequenos o suficiente para confinar a função de onda do estado eletrônico, à medida que emergem da dança coletiva de muitos elétrons em interação.

Um deles é chamado de modo zero de Majorana, primos anônicos dos férmions de Majorana propostos por Ettore Majorana em 1937. Prevê-se que os Majoranas, como esses hipotéticos anyons são chamados, exibem inúmeras propriedades exóticas, como se comportar simultaneamente como uma partícula e antipartícula, permitindo a aniquilação mútua e a capacidade de ocultar informações quânticas codificando-as não localmente no espaço. A última propriedade mantém especificamente a promessa de computação quântica resiliente.

Desde 2010, muitos grupos de pesquisa correram para encontrar Majoranas. Ao contrário das partículas fundamentais, como o elétron ou o fóton, que existem naturalmente no vácuo, os anyons de Majorana precisam ser criados dentro de materiais híbridos. Uma das plataformas mais promissoras para realizá-los é baseada em nanodispositivos supercondutores-semicondutores híbridos . Na última década, esses dispositivos foram estudados com detalhes excruciantes, na esperança de provar inequivocamente a existência de Majoranas. No entanto, Majoranas são entidades complicadas, facilmente ignoradas ou confundidas com outros estados quânticos.

Em um novo artigo publicado na Nature , os cientistas lançaram mais luz sobre o mistério da física de Majorana. Pela primeira vez, duas técnicas bem estabelecidas foram aplicadas simultaneamente ao mesmo dispositivo. Para sua surpresa, os pesquisadores descobriram que os estados observados com uma técnica (espectroscopia de Coulomb), que são altamente sugestivos de Majoranas à primeira vista, não estavam presentes ao procurá-los da perspectiva diferente oferecida pela segunda técnica (espectroscopia de tunelamento).

As observações são semelhantes ao seguinte cenário metafórico. Em busca da lendária estrela do rock de Majorana, você espia por uma porta (fonte) para um bar. Um concerto parece estar acontecendo. Você vê claramente uma notável estrela do rock no palco, vestida com uma roupa de Majorana, cantando a música de Majorana. O bar está cheio de fãs de Majorana que o assistem com adoração. No entanto, ao abrir uma grande porta (ralo) na extremidade do bar, os fãs correm para deixar o local – entre eles, o suposto astro do rock. Como um verdadeiro artista, o verdadeiro Majorana nunca faria uma coisa dessas.

"É exatamente isso que torna o Majoranas especial. Assim como os verdadeiros astros do rock não saem do palco simplesmente quando uma saída está disponível, o Majorana anyon permanece preso a um lado do nanodispositivo em virtude de um profundo princípio matemático chamado proteção topológica, mesmo quando elétrons regulares podem escapar pelo lado oposto", afirmam os pesquisadores.

"Queríamos descobrir como ver se existe ou não uma Majorana. Em nossas condições experimentais, as portas nada mais são do que barreiras de túnel nas quais os elétrons são enviados para dentro e para fora. Há uma porta de drenagem e uma porta de fonte. Visto do duas metodologias de espectroscopia juntas ao mesmo tempo, nosso impostor estrela do rock de Majorana acaba sendo outro tipo de quase-partícula. Não nos leve a mal, essas são quasi-partículas supercondutoras interessantes, mas não Majoranas", continuam os cientistas.

As descobertas destacam o fato de que impostores convincentes de Majorana estão por toda parte. Eles podem existir em muitos tipos diferentes de dispositivos e podem enganar diferentes estratégias de medição individualmente. A combinação de duas estratégias de medição aplicadas ao mesmo dispositivo revelou o impostor por meio de um aparente paradoxo, uma abordagem que poderia reduzir drasticamente as ambiguidades de interpretação de experimentos futuros. Este é um passo muito necessário para prender o indescritível Majorana e, eventualmente, começar a controlar seu poder.