문제 중력의 영향을 받습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 반물질도 같은 방식으로 지구로 떨어질 것이라고 예측했습니다. 그러나 아직까지 이를 보여주는 직접적인 실험적 증거는 없었다. CERN의 ALPHA 실험은 다음과 같은 효과를 관찰한 최초의 직접 실험입니다. 중량 반물질의 운동에 대하여. 이번 발견은 반발적인 '반중력'을 배제하고 다음과 같이 주장했습니다. 중량 영향 문제 그리고 비슷한 방식으로 반물질. 반수소 원자(양전자)가 관찰되었습니다. 궤도를 도는 반양성자)는 수소 원자와 같은 방식으로 지구로 떨어졌습니다.
반물질은 반입자로 구성됩니다(양전자, 반양성자 및 반중성자는 전자, 양성자 및 중성자의 반입자입니다). 문제 반물질은 서로 접촉하면 에너지를 남기고 완전히 소멸됩니다.
문제 와 반물질은 초기에 같은 양으로 생성되었습니다 우주 빅뱅으로. 그러나 현재 자연에서는 반물질을 발견할 수 없습니다.물질-반물질 비대칭). 물질이 지배적입니다. 결과적으로 반물질의 성질과 거동에 대한 이해는 불완전하다. 반물질의 운동에 대한 중력의 영향과 관련하여 일반상대성이론에서는 반물질도 비슷한 방식으로 영향을 받을 것이라고 예측했지만 이를 확인할 수 있는 직접적인 실험적 관찰은 없었습니다. 어떤 사람들은 (중력의 영향을 받는) 물질과 달리, 반물질 최근 발표된 CERN의 ALPHA 실험 결과에서는 배제된 반발적인 '반중력'의 영향을 받을 수 있습니다.
첫 번째 단계는 실험실에서 반원자를 만들어 물질과 만나 소멸되지 않도록 제어하는 것이었습니다. 쉬운 것 같지만 그렇게 하는 데 22년 이상이 걸렸습니다. 연구진은 반수소 원자가 전기적으로 중성이고 안정적인 반물질 입자이기 때문에 반물질의 중력 거동을 연구하기 위한 이상적인 시스템으로 반수소 원자에 초점을 맞췄습니다. 연구팀은 실험실에서 생산된 음전하를 띤 반양성자를 가져와 나트륨-100 소스에서 양전하를 띤 양전자와 결합시켜 항수소 원자를 생성했으며, 이후 물질 원자와의 소멸을 방지하기 위해 자기 트랩에 가두었습니다. 항수소 원자가 수직 장치 ALPHA-g에서 제어된 방식으로 탈출할 수 있도록 자기 트랩을 끄고 항수소 원자가 물질과 함께 소멸되는 수직 위치를 측정했습니다. 연구진은 약 20개의 반수소 원자 그룹을 포획했습니다. 그들은 상단과 하단 자석의 전류를 줄임으로써 XNUMX초에 걸쳐 한 그룹의 반원자를 천천히 방출했습니다. 그들은 상단과 하단을 통해 존재하는 반원자의 비율이 시뮬레이션의 원자 결과와 일치한다는 것을 발견했습니다. 또한 반수소 원자의 가속은 다음과 같은 이유로 잘 알려진 가속과 일치한다는 것도 발견되었습니다. 중량 물질과 지구 사이에서 반물질은 물질과 동일한 중력 인력을 가지며 반발적인 '반중력'에는 영향을 받지 않음을 시사합니다.
이번 발견은 반물질의 중력 거동 연구에 있어 획기적인 사건이다.
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출처 :
- CERN 2023. 뉴스 – CERN의 ALPHA 실험에서는 반물질에 대한 중력의 영향을 관찰합니다. 게시일: 27년 2023월 XNUMX일. https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter 27년 2023월 XNUMX일에 액세스함.
- Anderson, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. 외. 반물질의 운동에 중력이 미치는 영향을 관찰합니다. 자연 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
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