La tesis doctoral de Javier Osca Cotarelo estudia las condiciones de aparición de estas quasi-partículas como estados excitados electrónicos en un nanohilo cuántico y sus propiedades de transporte eléctrico y termoeléctrico 

El siglo XX trajo consigo la predicción de nuevos fenómenos físicos algunos de los cuales se han resistido a ser verificados experimentalmente debido a las dificultades técnicas que entrañan. En los últimos cinco años hemos visto las confirmaciones experimentales del bosón de Higgs y de las ondas gravitacionales  con una gran cobertura mediática. En la misma situación se encuentran los fermiones de Majorana teorizados en 1937 por el notable físico Ettore Majorana, que les da nombre. Sin embargo, los progresos realizados en la detección de las quasi-partículas de Majorana han recibido, por el momento, una menor atención del gran público.

Los fermiones de Majorana son partículas que al mismo tiempo son sus propias antipartículas. Aunque originalmente se teorizaron como partículas fundamentales su existencia como tales sigue siendo un debate abierto. Sin embargo, existe el consenso generalizado que pueden obtenerse en el ámbito de la materia condensada como excitaciones colectivas de electrones en pequeños dispositivos híbridos semiconductores-superconductores. Además, las propiedades únicas de los Majoranas los convierten en objeto de interés no tan solo por curiosidad científica sino por sus posibles aplicaciones. Los dispositivos capaces de contener Majoranas tienen el potencial de ser los bloques de construcción básicos de futuros ordenadores cuánticos del mismo modo que el transistor ha hecho posible los computadores actuales.

El objetivo de la tesis doctoral de Javier Osca Cotarelo, defendida en la Universidad de las Illes Balears y realizada en el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB), es incrementar el conocimiento teórico que se tiene sobre los estados de Majorana que aparecen en finos hilos en la escala de los nanómetros. En particular, se han estudiado las condiciones en que aparecen estos Majoranas teniendo en cuenta como estas condiciones se ven modificadas por algunas características de estos hilos. Posteriormente, la investigación se ha enfocado en el estudio teórico de sus propiedades de transporte eléctrico y termoeléctrico ya que hasta el momento las medidas eléctricas son las únicas realizadas experimentalmente. Por último, el investigador ha propuesto experimentos adicionales basados en las propiedades de absorción de luz de los Majoranas.

Ficha de la tesis doctoral

• Título: Majorana physics in hybrid nanowires, topological phases and transport
• Autor: Javier Osca Cotarelo
• Programa de doctorado: Física
• Departamento: Física
• Directores: Llorenç Serra Crespí y María Rosa López Gonzalo 

Fecha de publicación: 19/12/2016