天博实验表明，反物质会像普通物质一样坠落—新闻—科学网 来源：天博企业 发表时间: 2024-05-02

一个用来测试反重力理论的陷阱垂直安装，以利便反氢原子的着落。图片来历：CERN

一项新的试验注解，反物资同平凡物资同样，会因重力向下坠落。这一发明没有让很多物理学家感应震动，但确凿给一些不平常的理论泼了冷水。

“这是卓异人士做的一个漂亮的试验。”法国国度科学研究中央（CNRS）的宇宙学家Gabriel Chardin暗示，对于假定反物资履历反引力的猜度理论是一个“冲击”，但还不是致命的冲击。

按照所谓的等效道理，于引力场中，所有物体都以不异的速率着落，不管它们是由甚么构成的。伽利略曾经经由过程将差别质料的球滚下一个小坡道证实了这一道理。爱因斯坦从这个道理出发，揣度出重力是跟着年夜品质物体扭曲空间以及时间而孕育发生的，这是他1915年广义相对于论的根蒂根基。然而，直到此刻，尚未人测试过等效道理是否合用在物资以及反物资。

为了找到谜底，物理学家于欧洲粒子物理试验室（CERN）欧洲核子研究中央的反氢激光物理装配（ALPHA）举行了伽利略跌落测试的更新版本。起首，该团队使用电场捕获粒子碰撞中孕育发生的反质子以及反电子。他们诱使这些粒子造成反氢原子，并用缭绕电原子构建的磁阱捕捉。随后，他们开释了反氢原子，每一次实验约100个，看看它们是着落照旧上升。

丹麦奥胡斯年夜学物理学家Jeffrey Hangst是由71人构成的ALPHA团队的卖力人，他说，试验的细节要繁杂患上多。反氢原子温度相对于�첩较高、挪动速率快，轻易飞出高峻的圆柱形陷阱的顶部以及底部，使重力的影响难以鉴别。更主要的是，纵然是一个微小的杂散磁场也可能将不可比例的数目发送到陷阱的顶部，从而孕育发生虚伪的反重力旌旗灯号。

为了节制这类影响，ALPHA团队哄骗捕捉反原子的磁场，于反原子开释时将它们稍微地向上或者向下推。Hangst说，这项技能“给了咱们一个旋钮，让咱们可以于统一标的目的或者逆重力标的目的上动弹，并节制成果。”于屡次实验中，研究职员转变了分外作使劲的标的目的以及强度，并将从陷阱底部失出的原子比例与具体模仿的成果举行了比力。研究职员于《天然》陈诉说，这些数据与反氢份子履历平凡重力的模仿成果比拟，与履历反重力或者彻底没有重力的模仿更吻合。

从数目上讲，该试验注解，反物资遭到的引力是平凡物资引力的75%，或者者说是20%，这二者于统计上是一致的。Hangst说，99.9%的物理学家会猜测到这个成果。

于2012年，Chardin以及一名同事假定宇宙可能包罗等量的物资以及反物资，后者遭到反重力的影响。这个设法好像是不成能的，由于天文学家尚未不雅察到反物资星系或者物资以及反物资的爆炸彼此湮灭。可是反重力防止了这个问题，Chardin说，它还可以解决宇宙学中两个最年夜的难题：神秘的暗物资，其引力使星系连结完备，和更希奇的暗能量，它正于拉伸空间并加快宇宙的膨胀。

于相反的力的作用下，物资以及反物资会分散。物资汇聚集造成星系。反物资会于星系之间尽可能薄地散布，就像暗能量同样。新的成果好像推翻了Chardin的模子，由于它解除了反重力与重力相等的可能性。然而，Chardin指出，他的理论真正需要的是遭到必然排斥的反物资，并且成果不敷切确，没法解除这类可能性。

Kostelecky指出，提高像ALPHA如许的试验的精度很主要，“我思疑这个试验只是研究规划的第一步。”事实上，Hangst说，ALPHA团队已经经于起劲提高丈量精度，例如，将反氢原子冷却到绝对于零度的几分之一之内，并于开释它们以前减慢速率。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1

版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，消息网转载，请于正文上方注明来历以及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。/天博