歐核中心首次直接觀測反氫原子自由下落

　　當你扔下反物質時，它會飄浮還是下落？甚至有沒有可能逆向上升？《自然》雜志27日發表一項粒子物理學研究稱，歐洲核子研究中心報告了對反氫原子自由下落的首個直接觀測，結論提示：反物質和普通物質受到的引力相同。

　　愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論描述了引力的效應，提出至今已得到大量實驗驗證。廣義相對論中的弱等效原理指出，所有物體不論質量和組成，在引力作用下都會以相同的方式自由下落。雖然主流觀點認為反物質在地球引力下也會出現物質的行為，但由于難以創造嚴格對照的實驗條件，這方面一直缺乏直接觀測。

　　歐洲核子研究中心的阿爾法合作組于2018年建造了ALPHA-g探測器，這是一個反氫原子的磁阱，專門用于研究引力效應。2010年，阿爾法合作組捕獲大量反氫原子，而該探測器內懸浮的反氫原子一旦被釋放，它們的后續運動就可用來推斷引力的影響——如果底部掉落的比頂部更多，那么反物質原子可能和普通物質具有相同的行為。此次，研究團隊通過該實驗觀察到，釋放到ALPHA-g的被磁阱捕獲的反氫原子，更傾向于從裝置的底部下落。

　　該研究結果驗證了反物質和普通物質受到相同引力效應的主流觀點，這與廣義相對論的預測相符。研究人員認為，該研究為進一步檢驗弱等效原理鋪平了道路，有望增進人們對反物質的引力性質的理解。

　　反物質1932年才被發現，但廣義相對論1915年就被提出了。對所有物質“一視同仁”的廣義相對論，能涵蓋反物質嗎？實際上，沒有任何理論預測引力場會排斥反物質，換句話說，反物質不代表反重力。如今的實驗在證明這一點的同時，也讓物理學家進一步了解反物質的本質，從宏觀方面講，這一結果可幫助人們探求宇宙形成初期反物質比重之謎；從實用角度看，其還可推動正電子發射斷層掃描技術的進步，它正是通過對反物質的應用來檢測癌癥，真正挽救了許多生命。