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“反物質蘋果也會墜落嗎？”歐核中心首次觀測到反氫原子自由下落
（觀察者網(wǎng)訊）“反物質蘋果會像普通蘋果一樣墜落嗎？”據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站9月27日報道，歐洲核子研究組織（CERN）首次在實驗室中觀測到反氫原子在重力作用下自由下落。這項研究表明，反物質和普通物質受到相同的引力效應，與愛因斯坦廣義相對論的預測相符。
報道稱，CERN研究團隊在實驗室中制造了百余個反氫原子，并將這些反氫原子固定在垂直的ALPHA-g裝置中。該裝置建造于2018年，是一個反氫原子的磁阱，可以使反原子懸浮在磁場中，專門用于研究反原子的引力效應。
在實驗過程中，研究人員逐漸減弱裝置頂部和底部的磁場，使用傳感器記錄反氫原子與正常物質接觸后湮滅的位置，通過觀察反氫原子運動狀態(tài)來推斷引力的影響。根據(jù)計算機模擬結果，如果反氫原子與氫原子受到相同引力效應，這一操作應該導致約80%的原子從裝置底部逃逸。
CERN在一份聲明中說，對多次實驗結果的平均計算顯示，反氫原子從裝置底部逃逸的比例與計算機模擬結果一致，反氫原子下落的加速度也與普通氫原子基本相同。這一結果表明，在當前實驗的精度范圍內，反物質與普通物質受到的引力相同。
研究反氫原子的ALPHA-g裝置 圖自CERN網(wǎng)站
《自然》雜志指出，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，所有物質不論內部結構有何差異，都會受到相同的引力作用。因此，由反質子和正電子組成的反原子應該和普通原子一樣，在引力作用下以相同方式下落。但在過去幾十年里，科學家始終沒有條件直接觀測這一現(xiàn)象。
論文合著者之一、美國加州大學伯克利分校物理學家喬納森·沃特勒（Jonathan Wurtele）表示，實驗結果并不讓人感到驚訝，“但大多數(shù)科學家都會說，我們必須進行實驗，否則我們永遠不能確定結果。”
CERN的ALPHA-g團隊負責人杰弗里·漢斯特（Jeffery Hangst）表示，研究團隊的下一個目標是更加精確地測量反氫原子下落的重力加速度，“我們花了30年時間來研究如何制造、捕獲和控制反原子……下一步，我們想確定反物質和正常物質是否真的以完全相同的方式下落?！?
盡管廣義相對論再次得到驗證，但這次實驗依然沒有解決有關反物質的諸多謎團。英國《衛(wèi)報》指出，現(xiàn)代宇宙大爆炸理論認為，大爆炸初期產(chǎn)生了等量的物質和反物質。它們本應該相互湮滅，但如今的宇宙中卻充滿了物質，反物質則極為罕見。
《衛(wèi)報》稱，此前有科學家猜測，反物質可能表現(xiàn)出反重力特性，這可能導致宇宙誕生初期的物質和反物質的空間分離。盡管該理論本就缺乏足夠的依據(jù)，但CERN的實驗進一步排除了這種可能性。
美國《紐約時報》提到，反粒子在科幻小說中頗為常見，常與反重力甚至時間倒流等概念聯(lián)系起來。但論文的另一位合著者、加州大學伯克利分校物理學教授喬爾·法詹斯（Joel Fajans）直言，本就沒有什么物理理論預測反物質具有反重力的特性，“天底下沒這好事，我們沒辦法利用反物質實現(xiàn)懸浮?！?
本文系觀察者網(wǎng)獨家稿件，未經(jīng)授權，不得轉載。
標簽 科學- 責任編輯: 陳思佳
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