反物质并不遵循反重力定律？

反物质是否遵循反重力定律？物理学家有大量理由相信反物质并不遵循反重力定律，但从来没有人直接对这一说法进行测试。现在杰弗瑞·汉斯特（Jeffrey Hangst）与他的同事正在进行一项叫做ALPHA的实验。他们已经找到一个测试方法，并在《自然通讯》（Nature Communications）杂志中展示了他们的成果。

反物质粒子像普通万物一样，除了它们带有的是相反的电荷。但反物质一定有和物质不一样的地方，因为如果没有其他不同，等量的物质和反物质将会产生一场大爆炸，并在爆发出纯能量后迅速彻底消失。很显然，这一切没有发生，物质依旧无处不在。物理学家已经观察发现，某些类型的粒子与他们的反粒子的确有不同的性能特点。就在上周，来自CERN实验室的另一个叫做LHCb的实验，报告了一种B0s介子，其粒子与其反粒子的性能特点就存在不同。但这些差异还远远不够用来说明物质的宇宙性主体优势。但如果物质和反物质对于重力的反应是不同的，便可以更充分地解释问题了。

尽管一些形式的反物质，比如反电子，已经可以获得，但大量更强大的电子力量影响着带电粒子。在此背景下，这些反物质粒子的重力太小，以至于无法测量。因此ALPHA实验的科学家转而把目光集中到了电中性的反原子上。他们特别测量了反氢中的惯性质量或阻力加速是如何与其引力质量产生对比的，其引力质量与作用在一个物体，并被此物体感受到的重力成正比。如同阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）在他的广义相对论中所展示的那样，对于一般物质而言，其惯性质量与其引力质量是相等的。如果反物质也是这样，按这种说法，粒子和反粒子的重力之间没有差别。

过去的几年中，汉斯特博士和他的团队已经很擅长变出反氢。反氢的实现是通过CERN的小型粒子加速器，将质子与石墨靶对撞，从而产生出一束带负电荷的反质子，接下来使用智能磁铁使其减速至几乎静止。然后将反质子与从放射性钠中发射出的正电子混合。所有这一切都在一个磁阱中进行，以防止结合成反氢原子的反质子和正电子冲击入容器壁中的一般物质中。

现在，ALPHA研究项目中的研究人员，一般可以将这样的反原子保留长达15分钟。然而，这一次，434个反氢原子（每次试验一个反氢原子）被从磁阱中释放，并被允许逃走。彻底消失在磁阱壁时，它们流动的方向是可以被检测到的。

既然反原子在释放时会有残余能量，你就不能期待它们全都会直接落到地上，它们会向各个方向飘散。由于不同值的惯性质量比（假定物质与反物质的比值是相同的）和引力质量，向上和向下飘散的反原子的比例可以被确切地模拟。当研究人员将那些模型与在磁阱壁周围434个反原子的实际分布情况进行比较时，他们发现反氢的比率一定处在-65（代表反重力）到110（超引力，如果你愿意那样称呼的话）之间。

的确，这是一个相当大的范围，汉斯特博士希望随着科技进步可以缩小这一范围。不过，这一范围包含的精确比率，无限接近爱因斯坦理论中的比率数，而只有进一步的实验才能最终决定性地解决这一问题。