またそうです、アインシュタイン！ 反物質が重力にどのように反応するかを示す研究

「スタートレック」の世界では、宇宙船エンタープライズは反物質を利用するワープドライブを使用して宇宙を素早く通過します。 そのような技術は、SFの分野に残っていると言えば十分です。

しかし、科学者たちは反物質をよりよく理解するために重要な進歩を遂げています。 研究者らは、水曜日に物理学者アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論を再び裏付ける実験で、反物質が物質と同じ方法で重力に反応するという事実を初めて実証したと明らかにした。

惑星、星、プードル、ロリポップなど、私たちになじみのあるものはすべて一般的な物質で作られています。

反物質は一般物質の謎のような双子で、質量は同じですが電荷は反対です。 電子やプロトンなどのほぼすべての亜原子粒子には、反物質対応物があります。 前者は負電荷を帯びている反面、陽電子とも呼ばれる反電子は正電荷を帯びています。 同様に、陽子は陽電荷を帯び、反陽子は陰電荷を帯びた。

現在の理論によると、宇宙を生み出したビッグバン爆発は、同じ量の物質と反物質を生成しなければなりません。 しかし、これは本当ではないようです。 反物質はほとんどないようで、地球にはほとんどありません。 さらに、物質と反物質は両立できません。 触れると爆発しますが、これは消滅と呼ばれる現象です。

この実験は、国際半水素レーザー物理学装置（ALPHA）共同研究者によってスイスの欧州核研究センター（CERN）で行われました。 これには、最も軽い元素である水素の反物質対応物が含まれていました。

共著者のバークレー・カリフォルニア大学物理学者ジョナサン・ウルテル（Jonathan Wurtele）は、次のように述べています。反物質と物質のペアを作成します。 ジャーナルに発表された研究 自然。

新しく生成されたこの反物質は、低大気圏の一般物質原子に到達するまで持続します。 ただし、CERNで生成された半水素を使用したALPHA実験のように、制御された条件で半物質を合成することができます。

抗水素は、円筒形真空チャンバ内に収容され、上部と下部の磁場に閉じ込められている。 研究者は、重力の影響が明らかになると、反物質が落ちるかどうかを観察するために磁場を減らして反物質を自由にしました。 それは同じ条件で水素がするように振舞いました。

「これらの結果は、理論と微妙な現象に依存した間接実験によって予測されました。 しかし、どのグループも反物質がどの方向に落ちるかを知るために、単に落とす直接的な実験を行ったことはありません。

「私たちの実験は、地球の重力場で反物質（「反重力」）が上昇しなければならないという他の理論を排除します。」とWurteleは付け加えました。

アインシュタインは、1932年に反物質が発見される前に、重力の包括的な説明である一般相対性理論を考案しましたが、すべての物質を均等に扱いました。 言い換えれば、反物質も物質と同様に重力に同じように反応することが予想されることを意味する。

しかし、反物質が期待に反しているとしたらどうでしょうか？

CERNで実験を行い、CERNのスポークスマンとして活動しているイギリスのマンチェスター大学の物理学者であり、共著者であるWilliam Bertscheは、「これは多くの理論とかなり矛盾しているため、驚くべき驚きでした」と述べた。 アルファコラボレーション。

Bertscheは「これは一般相対性理論と等価原理の強みを示す証拠だと思います」と付け加えました。

科学者たちは、観察可能な宇宙で反物質が不足しているという事実に依然として疑問を抱いています。 例えば、反物質からなる銀河があるという証拠はありません。

「自然に発生する半物質がほとんどないことは、物理学が直面する大きな問題の1つです」とWurteleは言います。

反物質と物質が重力によって引き寄せられるという事実を示すことによって、この実験は反物質の希少性の一つの可能​​な説明、すなわちビッグバン中に物質によって重力的に反発したという可能性を排除しました。

「理論がどんなに美しくても、物理学は実験科学です」とFajansは言いました。