欧洲核子研究中心反物质工厂ALPHA 合作组织的物理学家证明了反物质和地球之间存在引力，再次证实了阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论。

我们的身体、地球以及物理学家所知道的宇宙中的大多数其他事物绝大多数都是由质子、中子和电子组成的常规物质组成，例如氧、碳、铁和元素周期表中其他元素的原子。

另一方面，反物质是常规物质的孪生兄弟，尽管具有一些相反的特性。

例如，反质子带负电荷，而质子带正电荷。反电子(也称为正电子)带正电，而电子带负电。

“然而，对于实验者来说，也许最具挑战性的是，一旦反物质接触到物质，它就会爆炸，”加州大学伯克利分校的等离子体物理学家、ALPHA 合作组织的成员 Joel Fajans 博士说。

“物质和反物质的总质量完全转化为能量，反应如此强大，科学家称之为湮灭。”

“对于给定的质量，这种湮灭是我们所知的最密集的能量释放形式。”

“但是，ALPHA 实验中使用的反物质数量非常少，以至于反物质/物质湮灭产生的能量只有敏感的探测器才能感知。”

“不过，我们必须非常小心地操纵反物质，否则我们就会失去它。”

“爱因斯坦的广义相对论认为反物质的行为应该与物质完全相同，”加州大学伯克利分校的等离子体物理学家、ALPHA 合作组织的成员 Jonathan Wurtele 博士说。

“许多间接测量表明，重力与反物质相互作用，正如预期的那样，但直到今天的结果为止，没有人真正进行过直接观察，可以排除反氢在引力场中向上移动而不是向下移动的可能性。”

在他们的实验中，ALPHA 物理学家捕获了大约 100 个反氢原子，一次一组，然后在 20 秒的时间内缓慢释放这些原子。

ALPHA-g 设置的计算机模拟表明，对于物质而言，这种操作将导致大约 20% 的原子通过陷阱顶部离开，80% 通过底部离开，这是由向下的重力造成的差异。

通过对七次释放试验的结果进行平均，ALPHA 团队发现从顶部和底部排出的反原子比例与模拟的预期一致。

“了解重力如何影响反物质对于了解反物质和重力本身的奥秘至关重要，”曼彻斯特大学物理学家、ALPHA Collaboration 副发言人 William Bertsche 博士说。

“所观察到的宇宙中物质相对于反物质的主导地位的起源仍然是对现有理论的一个悬而未决的挑战，我们的目标是通过仔细观察反物质相对于物质的行为来理解这些理论。”

“就其本身而言，引力仍然与其他理论(例如量子力学)不统一，因此拥有更广泛的观察范围将有助于进一步我们对它的理解。”

“在物理学中，只有观察到某件事，你才能真正了解它，”ALPHA 发言人杰弗里·汉斯特 (Jeffrey Hangst) 博士说。

“这是第一个真正观察到反物质运动的引力效应的直接实验。”

“这是反物质研究的一个里程碑，由于宇宙中明显不存在反物质，反物质仍然让我们感到困惑。”

“下一步是尽可能精确地测量加速度。我们想测试物质和反物质是否确实以同样的方式下落。”

“我们首次在 ALPHA-2 中演示了反氢原子的激光冷却，并将在 2024 年回归时在 ALPHA-g 中实现，预计将对精度产生重大影响。”

研究结果发表在《自然》杂志上。