欧洲核子研究中心27日宣布，科研人员观测到了反氢原子在重力作用下自由下落。这是人类首次直接观测到反物质在地球引力作用下与普通物质拥有同样的表现，是反物质研究的“里程碑”式发现，也再次印证了爱因斯坦在广义相对论中的预测。

根据当前主流物理学理论，宇宙诞生于距今约138亿年前的大爆炸，大爆炸产生了等量的物质和反物质。反物质一旦和物质接触，就会发生“湮灭”，转化为纯能量。根据爱因斯坦的广义相对论、现代引力理论，反物质和物质应该以同样的方式落到地球上。但宇宙中充满了物质，反物质则极为罕见，因此科学家此前始终没有条件直接观测到反物质在引力作用下的运动表现。

欧洲核子研究中心反物质工厂的阿尔法团队此前将反质子减速器释放的反质子与反电子结合，创建出了反氢原子。反氢原子为电中性，是反物质的稳定粒子，这些特性使其成为研究反物质在引力作用下表现的理想系统。

在新研究中，团队将反氢原子“囚禁”在一个名为阿尔法-g的垂直真空磁阱中，并通过逐渐降低磁阱顶部和底部的电流调节磁场，让这些反氢原子在20秒内逃逸。计算机模拟结果显示，对于物质来说，这种操作将导致大约20%的原子通过磁阱顶部逃逸，80%的原子通过底部逃逸，这是由重力引起的差异。研究团队综合了7次释放反氢原子试验的结果后发现，反氢原子从磁阱顶部和底部逃逸的比例与计算机模拟结果一致。

这表明在当前试验精度范围内，反氢原子在引力作用下表现出向下坠落的运动趋势，其重力加速度也和普通物质一致。

阿尔法团队发言人杰弗里·杭斯特说，“这是反物质研究的一个里程碑”，研究团队的下一个目标是更精确地测量反氢原子下落的重力加速度。“我们花了30年时间来研究如何制造、捕获和控制反氢原子……下一步，我们想确定反物质和普通物质是否真的以完全相同的方式下落。”

编辑/赵红信