問題 重力の影響を受けます。アインシュタインの一般相対性理論は、反物質も同じように地球に落下するはずだと予測していました。しかし、これまでのところ、それを示す直接的な実験証拠はありません。 CERN での ALPHA 実験は、影響を観察した最初の直接実験です。 重力 反物質の運動について。この研究結果は、斥力的な「反重力」を否定し、次のように判断しました。 重力 の影響 問題 反物質も同様です。反水素（陽電子）の原子が存在することが観察されました。 周回 反陽子）は、水素原子と同じように地球に落ちました。
反物質は反粒子で構成されています（陽電子、反陽子、反中性子は電子、陽子、中性子の反粒子です）。 問題 と反物質は接触すると完全に消滅し、エネルギーを残します。
問題 反物質は初期に同量生成された 宇宙 ビッグバンによって。しかし、現在自然界では反物質は見つかりません（物質-物質の非対称性）。 物質が支配します。 そのため、反物質の性質や挙動の理解は不完全です。 反物質の運動に対する重力の影響に関して、一般相対性理論は反物質も同様の影響を受けるはずだと予測していましたが、それを確認する直接の実験観察はありませんでした。 物質（重力の影響を受ける）とは異なり、 反物質 最近発表された CERN の ALPHA 実験の結果では、反発的な「反重力」の影響を受ける可能性は否定されています。
最初のステップは、実験室で反原子を作成し、それらが物質に遭遇して消滅しないように制御することでした。 簡単に聞こえるかもしれませんが、これを実現するには22年以上かかりました。 反水素原子は電気的に中性で安定した反物質の粒子であるため、研究者らは反物質の重力挙動を研究するための理想的な系として反水素原子に焦点を当てました。 研究チームは、実験室で生成されたマイナスに帯電した反陽子をナトリウム100源からのプラスに帯電した陽電子と結合させて反水素原子を生成し、その後、物質原子による消滅を防ぐために磁気トラップに閉じ込めた。 垂直装置ALPHA-g内で反水素原子を制御された方法で逃がすために磁気トラップのスイッチを切り、反水素原子が物質とともに消滅する垂直位置を測定した。 研究者らは約20個の反水素原子のグループを捕捉した。 彼らは、上部と下部の磁石の電流を減らすことによって、XNUMX 秒かけて XNUMX つのグループの反原子をゆっくりと放出しました。 彼らは、上部と底部に存在する反原子の割合が、シミュレーションによる原子の結果と一致することを発見しました。 反水素原子の加速は、次の理由によるよく知られている加速と一致することもわかりました。 重力 このことは、反物質は物質と同じ重力の影響を受けており、反発的な「反重力」の影響を受けていないことを示唆しています。
この発見は、反物質の重力挙動の研究におけるマイルストーンです。
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ソース：
- CERN 2023. ニュース – CERN の ALPHA 実験は、反物質に対する重力の影響を観察します。 投稿日: 27 年 2023 月 XNUMX 日。 https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter 27 年 2023 月 XNUMX 日にアクセス。
- アンダーソン、EK、ベイカー、CJ、バーチェ、W. 他反物質の運動に対する重力の影響の観察。 ネイチャー 621、716–722 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
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