反物質能否也適用萬有引力？

反物質能否也適用萬有引力？研究取得突破新聞中心-中國網 news.china.com.cn　　時間： 2013-05-03發表評論>>【法新社巴黎4月30日電】 物理學家今天宣布，他們取得了一項突破，這項突破有助於解答科學界最重要的問題之一，那就是：相同的萬有引力法則是否也適用於反物質？反物質是物質的神秘對立面。儘管人們認為，在大約140億年前的宇宙大爆炸時，反物質的數量與物質相當，但反物質現在非常稀少，科學家要想研究反物質粒子，就不得不自行製造一些。五十多年來，科學家一直在討論萬有引力是否對反物質構成吸引或者排斥―――它們是否像常規的物質一樣向下墜落，抑或是受到一種反萬有引力的影響向「上」運動。儘管到目前為止這個問題尚無答案，但一組科學家在《自然通訊》網路版上撰文說，他們已經開始著手進行一項測試，這項測試應該會得出一個確鑿的答案。歐洲核研究組織阿爾法實驗研究組成員喬爾?法揚斯說：「針對一些困擾了物理學家和非物理學家五十多年的問題，我們已經朝著直接進行實驗邁出了第一步。」反物質粒子與常規物質粒子的性質相反，其中包括它們的電荷。打個比方，一個帶正電荷的正電子是一個帶負電荷的反電子的反粒子。當正反粒子相遇時，兩種粒子相互湮滅抵消，併產生巨大能量。這意味著，在宇宙大爆炸之後，如果正反物質仍然數量相當，那麼宇宙不可能形成。然而，這種失衡的狀態是如何形成的？這是粒子物理學的一大難題。讓科學家還百思不得其解的是，反物質究竟是與物質一樣受萬有引力吸引，還是朝著不同的方向以不同的速度運動？一些人認為，如果反物質是向「上」運動的，那麼這就可以解釋為什麼宇宙幾乎完全是由物質構成的。然而其他人猜想，反物質可能像物質一樣受萬有引力吸引。這兩種理論都缺乏證據支持。在加利福尼亞大學擔任物理學教授的法揚斯說：「我們肯定是希望反物質受萬有引力吸引，但結果或許會令我們感到意外。」他說：「一旦反物質受萬有引力排斥，我們不得不對我們的物理學觀點進行根本性的修改，並重新思考宇宙運行的方式。」阿爾法團隊已經公布了首批關於反物質在自由運動的過程中受萬有引力影響的直接測量結果，不過這些測量還是實驗性的，並且得出的結果是在一個非常大的變動範圍之內。這項實驗製造並捕獲了反氫原子。反氫原子是與氫原子相對的反物質，而氫原子是最簡單的原子。這些反氫原子被放置在一個磁阱中，然後研究人員切斷磁阱的磁力，讓反物質與磁阱的容器壁相撞，併產生巨大能量。研究人員意識到，通過分析反物質原子撞擊的位置以及撞擊時的速度，他們可以確定萬有引力是不是以不同的方式作用於反氫原子。如果反物質對萬有引力的反應與物質一樣，那麼其引力質量與慣性質量之比應當也是1―――如果小於1，這說明反物質是向「上」運動的。在早期的測量當中，研究人員只是得出了一個比較大的範圍：正110至負65。該研究團隊發表聲明說，這項實驗正在改進當中，在明年重新啟動時應當會得出更精確的數據。
推薦閱讀：