科学家们首次观察到了反物质在引力作用下的下落现象，这证实了爱因斯坦的广义相对论的预言。这一实验为未来更深入研究反物质和引力现象提供了新的途径。
反物质是由反粒子构成的，例如一个反质子和一个反电子（正电子）可以组成一个反氢原子。当物质和反物质相遇时，会发生湮灭，并释放出大量的能量。理论上，反物质在引力的作用下应该表现得跟普通物质一样。也就是说，如果我们扔下一个反苹果，它也会被地球的引力吸引而下落。
然而，在现实中，要观察到反物质在引力作用下的行为并不容易。目前，科学家只能在实验中产生少量的反物质粒子，而且它们很不稳定，很容易与普通物质接触并发生湮灭。此外，要测量出引力对反物质粒子的影响也非常困难，因为引力是一种非常弱的作用力，其他干扰因素，如温度、电场、磁场等，很容易掩盖住引力的效应。
最近，欧洲核子研究中心（CERN）的反氢激光物理机构（ALPHA）的科学家成功地进行了反氢原子的引力下落实验，并将研究结果发表在了《自然》（Nature）杂志上。ALPHA 的科学家首先利用 CERN 的高速粒子对撞机中制造出反质子，然后从一个放射性源中收集正电子。接着，科学家将这些反粒子一起困在真空中，以使它们远离普通物质。反质子和正电子相互吸引，形成中性的反氢原子，这是氢的反物质版本。在超低温下，反氢原子被一个电磁场驱赶到一个垂直的磁场陷阱中，称为 ALPHA-g。这个磁场陷阱可为反氢原子创造出一个自由落体的环境。在这里，科学家可以系统地释放反氢原子，测量有多少从陷阱底部或顶部逃逸出来并发生湮灭。原子必须处于超低温状态下，仅比绝对零度高一点，因为热量就像电场一样，可以轻松掩盖住引力的效应。
对于普通的氢原子，科学家计算出有 80% 的原子会下落，而 20% 的原子会逃脱引力的掌控，从陷阱的顶部逃逸出去。如果爱因斯坦的广义相对论是正确的，那么对于反氢原子来说，结果也应该是同样的比例。事实也确实如此。在实验的误差范围内，科学家没有检测到反氢原子和氢原子之间的引力差异。ALPHA 的科学家随后进行了进一步的研究。他们通过调整 ALPHA-g 陷阱中的磁力大小，使其与引力相抗或相助，从而推动反氢原子上升或加速下降。在这里，科学家再次检测到反氢原子和氢原子的行为表现完全相同。
该实验有助于解释反物质之谜根据当前的物理学理论，宇宙大爆炸应该创造出等量的物质和反物质。但如果真是这样的话，那么宇宙应该是空无一物的：所有的物质和反物质都应该彼此湮灭。然而今天的宇宙几乎完全是由普通物质组成的，反物质只是偶尔在放射性衰变或宇宙射线中露个脸。物理学家认为，必须有某种原始的不平衡让普通物质占据了宇宙的主导地位，但具体是怎样和为什么仍然是未解之谜。一种可能的解释是，在宇宙大爆炸期间，反物质受到引力的排斥作用。但是，如今 ALPHA 的科学家所做的实验，基本上排除了这种可能性。
当然，如果他们真的能够发现反物质与普通物质之间存在任何差异，那么就有可能揭开更多关于反物质的奥秘。ALPHA 的科学家表示，后续实验已经在规划中，并可能在明年初启动。他们计划利用激光来进一步冷却反氢原子，从而大幅提高实验设备对引力效应的灵敏度。当然，如果他们真的能够发现反物质与普通物质之间存在任何差异，那么就有可能揭开更多关于反物质的奥秘。
新闻标题：科学家首次观察到反物质在引力作用下的下落现象，证实爱因斯坦的广义相对论
关键词：反物质，引力，下落
新闻内容：
科学家们首次观察到了反物质在引力作用下的下落现象，这证实了爱因斯坦的广义相对论的预言。这一实验为未来更深入研究反物质和引力现象提供了新的途径。
反物质是由反粒子构成的，例如一个反质子和一个反电子（正电子）可以组成一个反氢原子。当物质和反物质相遇时，会发生湮灭，并释放出大量的能量。理论上，反物质在引力的作用下应该表现得跟普通物质一样。也就是说，如果我们扔下一个反苹果，它也会被地球
【来源】https://www.ithome.com/0/726/698.htm
Views: 1