反物质坠落！引力对物质难以捉摸的双胞胎的影响被揭示

在证实反物质和普通物质受到引力吸引的同时，这一发现也排除了引力排斥是可观测宇宙中反物质大量缺失的原因。

瑞士欧洲核子研究组织 (CERN) 国际反氢激光物理装置 (ALPHA) 合作组织的研究人员今天在《自然》杂志上发表了他们的研究结果，这项工作得到了十多个国家和私人机构的支持，其中包括美国通过美国国家科学基金会/部门联合提供的支持基础等离子体科学与工程计划中的能源伙伴关系。

NSF 物理部项目主任 Vyacheslav“Slava”Lukin 表示：“ALPHA 合作的成功证明了跨大陆和科学界团队合作的重要性。” “了解反物质的本质不仅可以帮助我们了解宇宙是如何形成的，还可以实现以前从未想过的创新，例如正电子发射断层扫描（PET）扫描，它通过应用我们对反物质的知识来检测癌症，从而挽救了许多生命。体内的肿瘤。”

物质难以捉摸、不稳定的孪生兄弟

除了《星际迷航》中想象中的反物质驱动的曲速引擎和光子鱼雷之外，反物质是完全真实的，但却神秘地稀缺。

“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和 ALPHA 合作成员 Jonathan Wurtele 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，”他补充道，“但直到今天的结果，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。 ”

我们的身体、地球以及科学家所知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，“反物质一旦接触到物质，就会爆炸，”ALPHA 合作成员、加州大学伯克利分校等离子体物理学家乔尔·法詹斯 (Joel Fajans) 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，”法詹斯补充道。

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，”法詹斯说。

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资源 National Science Foundation. "Down goes antimatter! Gravity's effect on matter's elusive twin is revealed." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 September 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230927154838.htm>.