物理學(xué)家首次測量反物質(zhì)落在重力下

就引力而言，物質(zhì)及其電荷翻轉(zhuǎn)的“鏡子”孿生體，反物質(zhì)，值得一個大大的、溫暖的擁抱。

國際反氫激光物理儀器（阿爾法）合作實現(xiàn)了對自由落體反物質(zhì)的首次直接測量。

如果結(jié)果有任何不同，我們可能終于有了第一個可靠的線索，知道大約134億年前宇宙的一半去了哪里。

反物質(zhì)是構(gòu)成我們?nèi)粘Ｉ钪形矬w的熟悉物質(zhì)的量子陰影。

反轉(zhuǎn)電子的電荷（以及其他一些更微妙的特征），你會得到一個同樣微小但帶正電的粒子，稱為正電子。

用反夸克構(gòu)建一個質(zhì)子，你會得到一個稱為反質(zhì)子的負(fù)等價物。

如果你把兩者放在一起？你得到一個原子反氫，正粒子繞負(fù)核運行。

宇宙創(chuàng)作不害羞反物質(zhì)粒子，至少不超過它創(chuàng)造物質(zhì)。但是將兩者結(jié)合在一起，它們對立的味道很快就會被抵消，只留下一個迅速膨脹的伽馬射線氣泡，表明它們曾經(jīng)存在過。

這個宇宙簿記的直截了當(dāng)?shù)氖聦嵦岢隽艘粋€謎團——為什么我們有一個充滿物質(zhì)恒星、物質(zhì)行星和物質(zhì)星系的宇宙，如果等量的反物質(zhì)出現(xiàn)在熊熊燃燒的熔爐中。大爆炸立即取消這一切？

雖然一些物理學(xué)家質(zhì)疑反物質(zhì)創(chuàng)造的前提和取消，其他人則挑戰(zhàn)了鏡像雙胞胎基本行為的假設(shè)。

例如，如果正電子被引力推開而不是被拉走，那么這兩種物質(zhì)可能在宇宙創(chuàng)造的早期就被分開了。

這是一個很好的想法，即使它不是一個有理論支持的概念。

“如果反氫與氫有所不同，那將是一件革命性的事情，因為量子力學(xué)和引力中的物理定律都說行為應(yīng)該是相同的，”加州大學(xué)伯克利分校等離子體物理學(xué)家和ALPHA合作成員Jonathan Wurtele說。

“然而，在做實驗之前，人們不知道。

進行這樣的實驗說起來容易做起來難。

我們一直在比較重力對不同種類物質(zhì)的影響，即所謂的弱等效原理很久以前據(jù)稱伽利略投下了彈藥從比薩的塔頂。

投擲由反物質(zhì)制成的質(zhì)量是完全不同的游戲。

首先，雖然我們可以使用粒子對撞機合成它，但在整個歷史中，幾乎沒有產(chǎn)生過幾納克的反質(zhì)子和正電子。

減慢反物質(zhì)的速度、存儲它，以及輸送反粒子對于實驗是第二個問題。

然而，也許最大的障礙是重力本身與電磁學(xué)令人難以置信的力量相比令人難以置信的弱點。位于地球表面的單個質(zhì)子的重力與每平方米僅0.000001伏特的電場相同。

磁場甚至更具災(zāi)難性，要求實驗者跳出框框思考，設(shè)計出觀察反物質(zhì)物體是否像物質(zhì)構(gòu)成的物體一樣落下的方法。

2022年，研究人員發(fā)現(xiàn)了間接證據(jù)，證明兩者對重力的反應(yīng)方式相同。通過在18個月的時間里圍繞陷阱對兩種物質(zhì)進行比賽，他們沒有發(fā)現(xiàn)引力對反物質(zhì)產(chǎn)生不同影響的跡象。

為了使實驗更進一步，ALPHA設(shè)計了一個垂直真空室，具有可調(diào)節(jié)的磁場，并將反氫粒子“滴落”在其中心。

“從廣義上講，我們正在制造反物質(zhì)，我們正在做比薩斜塔式的實驗，”Wurtele說。

通過以受控的方式改變磁場，研究人員可以抵消它們的影響，讓引力使更多的粒子偏向于向地球墜落而不是加速向天空。

這個實驗意味著我們可以拋開引力從大爆炸的灰燼中篩選出反物質(zhì)的建議，至少目前是這樣。

然而，引力仍然有很小的可能性，即重力對物質(zhì)雙胞胎之一的愛程度比對另一個的愛要多一點。如果是這樣，它也許可以解釋為什么我們繼承了整個宇宙。

這項研究發(fā)表于自然界.

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