رد نیروی ضد گرانش: پادماده نیز مانند ماده به گرانش واکنش می‌دهد

تقریباً یک قرن می‌شود که پادماده و اثر گرانش روی آن فیزیکدانان را سرگشته کرده است. حالا پژوهشی جدید دریافته است که اتم‌های پادهیدروژن، جفت پادماده هیدروژن، مثل همتای ماده خود به گرانش واکنش نشان می‌دهند.

این کشف پایانی است بر اختلافات درباره امکان وجود نیروی دافعه «ضد گرانش».

در ۱۹۲۸، پل دیراک، فیزیکدان بریتانیایی، این نظریه را ارائه داد که برای هر ذره، یک پادذره وجود دارد و وجود پوزیترون، یا پادالکترون، را پیش‌بینی کرد. پوزیترون اولین بار در ۱۹۳۲ مشاهده شد.

از آن زمان، گمانه‌زنی‌های بسیاری درباره اندرکنش گرانش و پادماده به‌وجود آمد. برخی می‌گفتند گرانش پادماده را پس می‌زند و برخی دیگر اعتقاد داشتند که آن را جذب می‌کند.

یک پژوهش جدید از سوی گروه تأسیسات فیزیک لیزر پادهیدروژن (ALPHA)، در مرکز CERN می‌تواند این بحث را خاتمه دهد. این پژوهش دریافته است که اتم‌های پادهیدروژن مانند هیدروژن جذب گرانش زمین می‌شوند.

آزمایش پادماده هیدروژن

پادهیدروژن با ترکیب پادپروتون و پوزیترون ساخته می‌شود. اتم‌های پادهیدروژن از لحاظ الکتریکی خنثی و ذراتی پایدار هستند. این باعث می‌شود پادهیدروژن به ماده‌ای ایده‌آل برای مطالعه رفتار ضد گرانشی پادماده تبدیل شود.

تیم ALPHA یک دستگاه به‌نام ALPHA-g (که g علامت شتاب گرانش زمین است) اختراع کرده که می‌تواند حرکت عمودی برخورد (و نابودی) ذرات هیدروژن و پادهیدروژن را اندازه‌گیری کند.

پژوهشگران گروه‌های ۱۰۰تایی پادهیدروژن را در میدان مغناطیسی گرفتار می‌کردند. سپس با خاموش کردن تدریجی میدان مغناطیسی، اتم‌های پادهیدروژن را در یک بازه زمانی ۲۰ ثانیه‌ای از میدان آزاد می‌کردند تا به اتم‌های هیدروژن برخورد کنند.

طبق پیش‌بینی‌های مدل‌های کامپیوتری، ۸۰٪ درصد از اتم‌ها باید تحت تأثیر گرانش از پایین میدان آزاد می‌شدند. پژوهشگران پس از انجام هفت آزمایش به این نتیجه رسیدند که میانگین نتایج با نتیجه شبیه‌سازی کامپیوتری همخوانی دارد. این یعنی اتم‌های پادهیدروژن مانند اتم‌های هیدروژن در یک میدان گرانشی با شتاب گرانش g سقوط می‌کنند.

پژوهشگران اعتقاد دارند این آزمایش وجود نیروی دافعه ضد گرانش را رد می‌کند. با این حال، این اولین قدم در بررسی جزئی و مستقیم طبیعت گرانشی پادماده است. قدم بعدی پژوهشگران این خواهد بود که شتاب سقوط ذرات پادهیدروژن را به‌طور دقیق اندازه‌گیری کنند.