人類(lèi)首次觀測(cè)到反氫原子自由下落

　　新華社倫敦9月28日電（記者郭爽）歐洲核子研究中心27日宣布，科研人員觀測(cè)到了反氫原子在重力作用下自由下落。這是人類(lèi)首次直接觀測(cè)到反物質(zhì)在地球引力作用下與普通物質(zhì)擁有同樣的表現(xiàn)，是反物質(zhì)研究的“里程碑”式發(fā)現(xiàn)，也再次印證了愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論中的預(yù)測(cè)。

　　根據(jù)當(dāng)前主流物理學(xué)理論，宇宙誕生于距今約138億年前的大爆炸，大爆炸產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì)。反物質(zhì)一旦和物質(zhì)接觸，就會(huì)發(fā)生“湮滅”，轉(zhuǎn)化為純能量。根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論、現(xiàn)代引力理論，反物質(zhì)和物質(zhì)應(yīng)該以同樣的方式落到地球上。但宇宙中充滿了物質(zhì)，反物質(zhì)則極為罕見(jiàn)，因此科學(xué)家此前始終沒(méi)有條件直接觀測(cè)到反物質(zhì)在引力作用下的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

　　歐洲核子研究中心反物質(zhì)工廠的阿爾法團(tuán)隊(duì)此前將反質(zhì)子減速器釋放的反質(zhì)子與反電子結(jié)合，創(chuàng)建出了反氫原子。反氫原子為電中性，是反物質(zhì)的穩(wěn)定粒子，這些特性使其成為研究反物質(zhì)在引力作用下表現(xiàn)的理想系統(tǒng)。

　　在新研究中，團(tuán)隊(duì)將反氫原子“囚禁”在一個(gè)名為阿爾法-g的垂直真空磁阱中，并通過(guò)逐漸降低磁阱頂部和底部的電流調(diào)節(jié)磁場(chǎng)，讓這些反氫原子在20秒內(nèi)逃逸。計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果顯示，對(duì)于物質(zhì)來(lái)說(shuō)，這種操作將導(dǎo)致大約20%的原子通過(guò)磁阱頂部逃逸，80%的原子通過(guò)底部逃逸，這是由重力引起的差異。研究團(tuán)隊(duì)綜合了7次釋放反氫原子試驗(yàn)的結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，反氫原子從磁阱頂部和底部逃逸的比例與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果一致。

　　這表明在當(dāng)前試驗(yàn)精度范圍內(nèi)，反氫原子在引力作用下表現(xiàn)出向下墜落的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，其重力加速度也和普通物質(zhì)一致。

　　阿爾法團(tuán)隊(duì)發(fā)言人杰弗里?杭斯特說(shuō)，“這是反物質(zhì)研究的一個(gè)里程碑”，研究團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)目標(biāo)是更精確地測(cè)量反氫原子下落的重力加速度。“我們花了30年時(shí)間來(lái)研究如何制造、捕獲和控制反氫原子……下一步，我們想確定反物質(zhì)和普通物質(zhì)是否真的以完全相同的方式下落。”