基础物理实验告诉我们，无论是锤子还是羽毛，它们在真空里的自由落体速度都是一样。即便从地球跑到月球，阿波罗 15 号的宇航员们也证实了这一点。不过欧洲核子研究中心（CERN）的科学家们，却对重力与反物质的关系有所怀疑 —— 比如，它是否会表现出反重力的特性？为了找出问题的答案，他们决定做一个实验。

物理理论指出，每种物质例子，都有一个相应的反物质粒子。除了具有相反的电荷，它们各方面都是相同的。这意味着，如果两者发生接触，就会在能量爆发中湮灭。

2010 年的时候，CERN 科学家们只实现了不到一秒钟。但在接下来的一年，他们将时间延长到了更加实用的 16 分钟。

有人预测，反物质粒子应该会遵循其所对应的正常物质相同的物理规则。但这个观点仍需通过实验来确定，毕竟任何的细微差异，都可能对物理学的标准模型产生撼动。

几年前，CERN 研究团队首次研究了反氢光谱。在发现它与氢有着相同的性质后，研究人员们大松了一口气。

另一个基本问题是，面对重力影响时，反物质能否给出同样的反应？一些人预测，反物质会表现出与正常物质相同的重力反应，但这种情况很可能只占百万分之一。

到目前为止，科学家们只在悬浮状态下的电磁陷阱中对它进行研究，而没有试着让它‘降落到任何普通容器的底部’（或反重力升到顶部）。

为此，CERN 制定了两项新实验。首先，科学家们会在反物质产生后，关闭固定它的电磁陷阱，然后观察它在容器内湮灭的位置。

这项实验简称 ALPHA-g，旨在测量反物质的重力性质。其基于现有的设备，允许科学家创建和捕获反物质。

反物质从反质子减速器（AD）收集、并与正电子（或反电子）结合，以产生中性的抗原子。

这种中立性质很重要，因为携带的电荷，可能会让结果产生误差，掩盖掉了重力对反物质的真实影响。

第二项实验被称作 GBAR：其从 ELENA 减速环获得反质子，并将它们与来自小型直线加速器的正电子相结合。

它们一起产生了反氢离子，然后通过激光撞击来剥离正电子，使其脱氢至 10 微开尔文（成为中性），然后对得到的中性抗氢进行‘自由落体’实验。

遗憾的是，两项实验都必须争分夺秒地进行。

几周后，CERN 的加速器将关闭两年，进行一项名为“HL-LHC”的强化升级。如果一切顺利，研究人员有望及时得出至少一个实验结果。

来源：科学解码

编辑/韩世容