Galileo từng thử nghiệm lý thuyết hấp dẫn bằng cách thả những quả bóng từ Tháp nghiêng Pisa. Bốn trăm năm sau, các nhà khoa học đã tiến hành một phiên bản công nghệ cao của thí nghiệm đó để lần đầu tiên chứng minh rằng phản vật chất cũng chịu tác dụng của trọng lực và rơi xuống phía dưới.
Nghiên cứu của các nhà khoa học tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) đã chứng minh một cách thuyết phục rằng lực hấp dẫn khiến phản hydro rơi xuống và rằng, phản hấp dẫn không tác dụng lên phản vật chất.
Giáo sư Jonathan Wurtele, nhà vật lý lý thuyết tại Đại học California, Berkeley, cho biết: “Nói chung, chúng tôi đang tạo ra phản vật chất và thực hiện một loại thí nghiệm kiểu Tháp nghiêng Pisa”.
Ông nói thêm: “Chúng tôi để phản vật chất tự do và xem liệu nó sẽ bay lên hay rơi xuống”.
Phản vật chất là phiên bản “gương” của vật chất thông thường, với một số tính chất cơ bản bị đảo ngược như điện tích. Phản proton có khối lượng bằng proton nhưng mang điện tích âm, trong khi các phản electron (còn gọi là positron) thì mang điện tích dương.
Khi vật chất và phản vật chất gặp nhau, chúng tiêu hủy lẫn nhau và tạo ra năng lượng. Do đó, trong một thế giới bị chi phối bởi vật chất như thế giới của chúng ta, phản vật chất chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn.
Hầu hết các lý thuyết đều dự đoán rằng vụ nổ lớn sẽ tạo ra lượng vật chất và phản vật chất bằng nhau. Do đó, chúng ta chưa thể giải thích được toàn bộ phản vật chất trong vũ trụ đã đi đâu. Đây vẫn là câu hỏi hóc búa trong vật lý cơ bản.
Đối với một số người, khái niệm phản hấp dẫn là một lời giải thích tiềm năng cho câu đố trên. Điều này có thể dẫn tới sự tách biệt không gian giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ sơ khai, làm cho chúng ta chỉ nhìn thấy một lượng nhỏ phản vật chất trong vũ trụ. Có những lý do lý thuyết khác khiến ý tưởng này khó xảy ra, nhưng vì câu hỏi này chưa bao giờ được đưa vào thử nghiệm nên nó vẫn chỉ là một khả năng.
“Cho đến khi bạn đo lường nó, bạn mới biết được. Đó là khoa học”, Jeffrey Hangst, nhà vật lý hạt tại Đại học Aarhus, Đan Mạch, đồng thời là người phát ngôn của nhóm Antihydrogen Laser Physics Apparatus (Alpha) tại CERN, cho biết.
Một phép đo trực tiếp về sự rơi của phản vật chất là một thách thức vô cùng lớn vì lực hấp dẫn quá yếu so với ba lực còn lại của tự nhiên mà chúng ta đã biết. Ngoài ra, các nhà khoa học đã phải vật lộn để giữ cho phản vật chất đủ lâu để thực hiện các thí nghiệm. Nghiên cứu mới nhất được công bố trên tạp chí Nature, sử dụng các nguyên tử phản hydro được làm lạnh tới gần độ 0 tuyệt đối, -273,15 độ C. Khoảng 100 nguyên tử phản vật chất được nhốt trong một chai từ tính dài 25cm có lỗ mở ở trên và dưới.
Hangst nói: “Chúng tôi đã mất 30 năm để học cách tạo ra các phản nguyên tử này, lưu giữ và kiểm soát chúng đủ tốt để chúng tôi thực sự có thể thả nó xuống theo cách mà chúng có thể cảm nhận được sự tác động của trọng lực. Bước tiếp theo là đo gia tốc một cách chính xác nhất có thể”.
Theo Theguardian
