作者:Jeffrey Hangst 来源:《自然》 发布时间:2023/10/7 16:53:18
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反物质和普通物质都会受引力作用自由下落

 

丹麦科学家在一项研究中报道了对反氢原子自由下落的直接观测,提示反物质和普通物质受到的引力相同。相关研究9月27日发表于《自然》。

爱因斯坦在1915年提出的广义相对论描述了引力的效应,提出至今已得到大量实验验证。广义相对论中的弱等效原理指出,所有物体不论质量和组成,在引力作用下都会以相同的方式自由下落。虽然主流观点认为反物质在地球引力下也会出现物质的行为,但由于难以创造严格对照的实验条件,这方面一直缺乏直接观测。

2018年,欧洲核子中心(CERN)的阿尔法合作组建造了ALPHA-g探测器,这是一个反氢原子的磁阱,专门用于研究引力效应。该探测器内悬浮的反氢原子被释放;它们的后续运动可用来推断引力的影响。如果底部溢出的比顶部更多,那么反物质原子可能和普通物质具有相同的行为。

奥胡斯大学的Jeffrey Hangst和同事通过该实验观察到,释放到ALPHA-g的被磁阱捕获的反氢原子更倾向于从装置的底部下落。研究结果验证了反物质和普通物质受到相同引力效应的主流观点,这与广义相对论的预测相符。

研究者认为,这为进一步检验弱等效原理铺平了道路,有望增进人们对反物质的引力性质的理解。(来源:中国科学报 冯维维)

ALPHAg实验场地。图片来自:P. Traczyk和M. Brice

图解ALPHAg实验。图片来自:P. Traczyk和M. Brice

反物质受重力影响的观察结果。图片来自:Jeffrey Hangst

反物质受重力影响的观察结果。图片来自:Jeffrey Hangst

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1

 
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