A svájci CERN fizikusainak az antianyaggal, pontosabban antihidrogénnel (ez egy antiprotonból és egy pozitronból áll) végzett kísérlete alapján a gravitáció ugyanúgy lefelé húzza az antianyagot, mint a normál anyagot – ezzel pedig határozottan megcáfoltak minden feltételezést, mely szerint az antianyag kapcsán létezne az antigravitáció jelensége.

A CERN Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) közreműködésével végzett kísérlet során ráadásul azt is megállapították, hogy az antianyag gravitációs gyorsulása nagyon közel áll a Földön található normál anyag gravitációs gyorsulásához, körülbelül tehát 1 g vagy 9,8 méter másodpercenként, az eredményt 25%-os hibahatár mellett kell érteni. Mindez összhangban áll Einstein általános relativitáselméletével, amely minden anyagot, beleértve az antianyagot is, azonos módon kezel a gravitációs hatás szempontjából.

Az antiprotonokból és antielektronokból (pozitronokból) álló antianyagot nem taszítja el a gravitáció, hanem ugyanazt a gravitációs vonzás mozgatja a Föld felé, mint a normál anyagot – ez derült tehát ki az ALPHA kísérleteiből. A Nature folyóiratban közölt publikcióból az is kiderült, hogy az antianyag gravitációs gyorsulása megközelítőleg megegyezik a földi normál anyag gravitációs gyorsulásával, tehát másodpercenként 1 g-val, vagyis 9,8 méter/másodperces sebességgel. Mindez annyiban nem meglepő, hogy mindez már Albert Einstein általános relativitáselméletében is így lett számításba véve – mivel ez a modell az anyag minden formáját, beleértve az antianyagot is, azonos módon kezeli a gravitációs erők szempontjából. Most azonban mindez kísérletileg is bizonyítást nyert.

Mint azt Jonathan Wurtele elméleti fizikus elmondta, aki több mint egy évtizede javasolta először ezt a kísérletet:

“Az ellenkező eredménynek komoly következményei lettek volna; ez ugyanis nem lenne összhangban Einstein általános relativitáselméletének gyenge ekvivalencia elvével. Ez a kísérlet az első alkalom, hogy a semleges antianyagra ható gravitációs erőt közvetlenül mérték. Ez egy új lépés a semleges antianyag-tudomány területének fejlesztésében.”

A kísérlet során az említett antihidrogénatomokat mágnespalackban csapdába ejtették, és megfigyelték viselkedésüket a gravitáció hatására. Kiderült, hogy az antianyag atomok, hasonlóan normál anyagú társaikhoz, a gravitáció hatására lefelé gyorsulva zuhannak.

Mindez tehát megfelel a várakozásoknak – már csak azért is, mert ha az antianyag valóban antigravitációs tulajdonságokkal bírna, akkor az azt is jelentené néhány fizikus szerint, hogy lehetséges örökmozgót építeni. A mostani végleges cáfolattal azonban néhány kozmikus rejtély megoldásától is messzebb kerültünk: az antianyag korábban feltételezett antigravitációs tulajdonsága ugyanis megmagyarázhatta volna az antianyag hiányát a világegyetemben. Ha ugyanis az antianyag “taszította” volna a gravitációt, az az anyag és az antianyag térbeli elválasztásához vezethetett volna, ami magyarázatot ad arra, hogy miért elsősorban normál anyagot találunk az Univerzumban.

A kísérlet elvégzése azért volt nehéz, és az előkészítése azért tartott hosszú évekig, mert valójában a gravitáció igencsak gyenge erő, amit könnyen felülír akár legkisebb mértékű elektromágneses zavarás. Sőt valójában a gravitációs erő a leggyengébb a négy ismert természeti erő közül – habár ez irányítja az Univerzum evolúcióját, mivel elméletileg minden anyagra hatalmas távolságokon keresztül hat, ám egy aprócska antianyag esetében már a hatása elenyésző. Egy 1 volt/méter feszültségű elektromos tér olyan erőt fejt ki egy antiprotonra, amely körülbelül 40 billiószor nagyobb, mint a Föld bolygó által rá kifejtett gravitációs erő. Magyarán minden zavaró hatást ki kellett küszöbölni.

(Kép: Antihidrogén atomok esnek egy mágneses csapdába és semmisülnek meg, a CERN-ben végzett ALPHA-g kísérlet részeként, amely a gravitáció antianyagra gyakorolt hatását méri. Forrás: US National Science Foundation)