反氫原子（藍色小球）在豎井里下落，反物同物質相遇發生了湮滅。世界 （美國國家科學基金會/圖）

我們生活在一個“物質世界”中，牛落地從宇宙到人體再到細胞，蘋果都是反物物質。但物理學家的世界研究表明，與物質相對應，牛落地宇宙中還存在反物質，蘋果他們對此進行了近百年的反物探索。2023年9月27日，世界歐洲核子研究中心（CERN）的牛落地ALPHA合作組在《自然》（Nature）上發表了一篇論文，公布了他們對反物質的蘋果最新研究結果。他們在實驗中發現，反物反氫原子在引力作用下會自由下落，世界這和物質在引力作用下的牛落地運動方式相同。

ALPHA合作組發言人、丹麥奧胡斯大學物理學教授同時也是這篇論文的通訊作者之一的杰弗里·漢斯特（Jeffrey Hangst）表示：“這是首次直接在實驗中觀測到引力對于反物質運動的作用，在反物質研究的歷史上是一個里程碑。”

反物質的謎團

1928年，英國物理學家保羅·狄拉克（Paul Dirac）提出了狄拉克方程，預言了反物質的存在。在他的理論中，存在一種粒子，除電性和電子相反外，其他所有性質都和電子相同，這種粒子后來被命名為正電子。1932年，美國物理學家卡爾·安德森（Carl Anderson）在實驗中發現了狄拉克預言的正電子，他也因此獲得了1936年諾貝爾物理學獎。

反物質被發現后，物理學家開始研究反物質的性質，并且思考反物質與引力的關系。1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論，建立了迄今為止最成功的引力理論。從1919年的日食觀測到2015年發現引力波，廣義相對論的預言在一個世紀里不斷得到證實，也經受住一系列實驗的考驗。

在愛因斯坦提出廣義相對論的時候，包括他在內的物理學家還不知道反物質的存在。但在廣義相對論中，相同質量的物體受到的引力相同，而與它們的內在結