אנטי-חומר מושפע מכוח הכבידה באותו אופן כמו החומר 

דבר נתון למשיכה כבידה. תורת היחסות הכללית של איינשטיין חזתה שגם אנטי-חומר צריך ליפול לכדור הארץ באותו אופן. עם זאת, עד כה לא היו ראיות ניסיוניות ישירות להראות זאת. ניסוי ALPHA ב-CERN הוא הניסוי הישיר הראשון שצפה בהשפעתו כוח משיכה על תנועת האנטי-חומר. הממצאים שללו 'אנטי כבידה' דוחה וקבעו זאת כוח משיכה השפעות דבר ואנטי-חומר בצורה דומה. נצפה כי אטומים של אנטי מימן (פוזיטרון מסלול אנטי פרוטון) נפל לכדור הארץ באותו אופן כמו אטומי מימן.  

אנטי-חומר מורכב מאנטי-חלקיקים (פוזיטרון, אנטי-פרוטונים ואנטי-נייטרונים הם אנטי-חלקיקים של אלקטרונים, פרוטונים וניוטרונים). דבר ואנטי-חומר מחסלים זה את זה לחלוטין כשהם באים במגע ומשאירים מאחור אנרגיה.  

דבר ואנטי-חומר נוצרו בכמויות שוות בתחילת הדרך עוֹלָם על ידי המפץ הגדול. עם זאת, איננו מוצאים אנטי-חומר כעת בטבע (אסימטריה של חומר אנטי-חומר). החומר שולט. כתוצאה מכך, ההבנה של התכונות וההתנהגות של אנטי-חומר אינה שלמה. ביחס להשפעת כוח המשיכה על תנועת האנטי-חומר, תורת היחסות הכללית חזתה שגם אנטי-חומר צריך להיות מושפע באופן דומה, אך לא הייתה תצפית ניסויית ישירה כדי לאשר זאת. חלקם אפילו טענו שבניגוד לחומר (שנתון למשיכה כבידה), אנטי חומר עשוי להיות נתון ל"אנטי-כבידה" דוחה, אשר נשלל על ידי הממצאים שפורסמו לאחרונה של ניסוי ALPHA של CERN.  

הצעד הראשון היה ליצור אנטי-אטומים במעבדה ולשלוט בהם כדי למנוע מהם להיתקל בחומר ולהשמיד אותם. זה אולי נשמע קל אבל לקח יותר משלושה עשורים לעשות זאת. החוקרים הסתכלו על אטומי אנטי-מימן כמערכת אידיאלית לחקור את התנהגות הכבידה של אנטי-חומר מכיוון שאטומי אנטי-מימן הם חלקיקים ניטרליים ויציבים של אנטי-חומר. צוות המחקר לקח אנטי-פרוטונים בעלי מטען שלילי שיוצרו במעבדה וקשר אותם עם פוזיטרונים טעונים חיוביים ממקור נתרן-22 כדי ליצור אטומי אנטי-מימן אשר נכלאו לאחר מכן במלכודת מגנטית כדי למנוע השמדה עם אטומי חומר. המלכודת המגנטית כובתה כדי לאפשר לאטומי אנטי מימן לברוח בצורה מבוקרת במנגנון אנכי ALPHA-g ונמדדו המיקומים האנכיים שבהם אטומי האנטי מימן מתכלים בחומר. החוקרים לכדו קבוצות של כ-100 אטומי אנטי מימן. הם שחררו באיטיות אנטיאטומים של קבוצה אחת על פני תקופה של 20 שניות על ידי הפחתת הזרם במגנטים העליונים והתחתונים. הם גילו ששיעור האנטי-אטומים הקיימים מלמעלה ולמטה תואם את התוצאות עבור אטומים מסימולציות. כמו כן, נמצא כי האצה של אטום אנטי מימן עולה בקנה אחד עם תאוצה ידועה בשל כוח משיכה בין החומר לכדור הארץ, מה שמצביע על כך שאנטי-חומר נתון לאותה משיכה כבידה כמו החומר ולא לשום 'אנטי-כבידה' דוחה.  

ממצא זה הוא אבן דרך בחקר התנהגות הכבידה של אנטי-חומר.  

*** 

מקורות:   

1. CERN 2023. חדשות - ניסוי אלפא ב-CERN צופה בהשפעת כוח הכבידה על אנטי-חומר. פורסם ב-27 בספטמבר 2023. זמין ב https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter ניגש ב-27 בספטמבר 2023. 

2. אנדרסון, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. et al. התבוננות בהשפעת כוח הכבידה על תנועת האנטי-חומר. טבע 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1 

***