Физики впервые наблюдали, что антиматерия подвержена гравитации

Согласно Общей теории относительности Эйнштейна, антиматерия и материя должны падать на Землю одинаково. В статье, опубликованной в журнале Nature, описываются эксперименты, проведенные на Фабрике антиматерии в ЦЕРНе. Оказалось, что атомы антиводорода — позитрон, вращающийся вокруг антипротона — падают на Землю так же, как и их эквиваленты из материи, сообщает ЦЕРН.

«Это первый прямой эксперимент, в котором действительно наблюдается гравитационное воздействие на движение антиматерии. Это важная веха в изучении антиматерии, которая до сих пор озадачивает нас из-за ее очевидного отсутствия во Вселенной», — говорит Джеффри Хангст представитель коллаборации ALPHA, которая проводила исследование.

Гравитация — это сила притяжения между двумя объектами, имеющими массу. Это, безусловно, самая слабая из четырех фундаментальных сил природы. Атомы антиводорода являются электрически нейтральными и стабильными частицами антивещества. Эти свойства делают их идеальными системами для изучения гравитационного поведения антиматерии.

Атомы антиводорода создают, беря отрицательно заряженные антипротоны и связывая их с положительно заряженными позитронами, накопленными из источника натрия-22. Затем нейтральные, но слегка магнитные атомы антиматерии удерживают в магнитной ловушке, которая предотвращает их контакт с материей и аннигиляцию. Команда построила вертикальный аппарат, который позволяет измерять, как атомы антиводорода аннигилируют с веществом, когда магнитное поле ловушки выключается, позволяя атомам уйти.

Ученые захватывали группы примерно по 100 атомов антиводорода, по одной за раз, затем медленно освобождали атомы в течение 20 секунд, постепенно уменьшая ток в верхнем и нижнем магнитах ловушки.

Для вещества эта операция приводит к выходу около 20% атомов через верхнюю часть ловушки и 80% через нижнюю из-за гравитации. Антивещество вело себя точно также. Теперь ученые намерены сравнить скорость падения материии и антиматерии.