그러나 과학자들은 반물질에 대한 더 나은 이해를 향해 중요한 진전을 이루고 있습니다. 연구진은 수요일(9월 27일) 처음으로 반물질이 물질과 같은 방식으로 중력에 반응하여 낙하한다는 사실을 보였다고 밝혔습니다. 이 실험의 성공은 천재 물리학자 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 다시 한번 강화시켰습니다.

우리가 보는 모든 것, 행성, 별, 푸들, 막대사탕 등은 모두 일반 물질로 이루어져 있다는 것을 우리는 알고 있습니다. 반물질은 일반 물질과 신비한 쌍둥이로, 질량은 같지만 전하가 반대입니다.

전자나 양성자와 같은 거의 모든 아원자 입자에는 반물질 대응 입자가 있습니다. 전자는 음전하를 띠는 반면, 반전자, 즉 양전자는 양전하를 띠고 있습니다. 마찬가지로 양성자는 양전하를 띠고, 반양성자는 음전하를 띱니다.

이 이론에 따르면, 우주를 시작한 빅뱅은 물질과 반물질을 같은 양으로 생성했어야 합니다. 그러나 반물질은 거의 존재하지 않는 것으로 보이며, 지구상에는 사실상 존재하지 않습니다. 더욱이 물질과 반물질은 서로 양립할 수 없습니다. 만지면 폭발할 거예요.

이 실험은 스위스에 있는 유럽 원자핵 연구 센터(CERN)의 반수소 레이저 물리학 시설(ALPHA) 협업 연구원들에 의해 수행되었습니다. 여기에는 가장 가벼운 원소인 수소의 반물질 대응물이 포함됩니다.

캘리포니아 대학의 물리학자이자 Nature 저널에 게재된 연구의 공동 저자인 조나단 워텔레는 "지구에서 자연적으로 발생하는 대부분의 반물질은 우주선(우주에서 온 고에너지 입자)이 공기 중의 원자와 충돌하여 물질-반물질 쌍을 형성할 때 생성됩니다."라고 말했습니다.

새로 만들어진 반물질은 하층 대기의 일반 물질 원자에 부딪히기 전까지만 존재합니다. 그러나 ALPHA 실험에서처럼, 반물질은 통제된 조건 하에서 합성될 수 있습니다.

반수소는 원통형 진공 챔버에 담겨 있으며 자기장에 의해 갇힙니다. 연구자들은 반물질이 중력에 반해 다시 떨어지는지 확인하기 위해 자기장을 줄여 반물질을 방출했습니다. 동일한 조건에서는 수소처럼 행동했습니다.

"이 결과는 이론과 간접 실험을 통해 예측되었습니다... 하지만 반물질을 떨어뜨려 어느 방향으로 떨어지는지 확인하는 직접 실험을 수행한 연구팀은 아직 없습니다."라고 UC 버클리 물리학자이자 연구 공동 저자인 조엘 파얀스가 말했습니다.

아인슈타인이 일반 상대성 이론(중력에 대한 포괄적 설명)을 발명했을 때 그는 모든 물질을 동등하게 취급했습니다. 즉, 반물질도 물질과 같은 방식으로 반응한다는 뜻입니다. 반물질은 1932년에야 공식적으로 발견되었습니다.

영국 맨체스터 대학의 물리학자이자 연구 공동 저자인 윌리엄 버츠는 CERN에서 실험을 수행했으며, "이것은 일반 상대성 이론과 그 동등 원리의 힘을 증명하는 것이라고 생각합니다."라고 말했습니다.

이 실험은 반물질과 물질이 중력에 의해 끌린다는 것을 보여줌으로써, 이전에 반물질이 부족했던 것에 대한 가능한 설명, 즉 반물질이 빅뱅의 반대쪽으로 밀려났다는 설명을 배제했습니다.

마지막으로 물리학자 파잔스는 이렇게 말했습니다. "이론이 아무리 훌륭하더라도 물리학은 여전히 ​​실험 과학입니다."

황하이 (CERN, UNSF, Reuters에 따르면)