पदार्थ गुरुत्वाकर्षण बल के अधीन होता है। आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत ने भविष्यवाणी की थी कि प्रतिपदार्थ भी उसी प्रकार पृथ्वी पर गिरेगा। हालांकि, अब तक इसका कोई प्रत्यक्ष प्रायोगिक प्रमाण नहीं था। CERN में किया गया ALPHA प्रयोग पहला प्रत्यक्ष प्रयोग है जिसने प्रतिपदार्थ की गति पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का अवलोकन किया है। इस प्रयोग के निष्कर्षों ने प्रतिकर्षणकारी 'प्रतिगुरुत्वाकर्षण' की संभावना को खारिज कर दिया और यह सिद्ध किया कि गुरुत्वाकर्षण पदार्थ और प्रतिपदार्थ को समान रूप से प्रभावित करता है । यह देखा गया कि प्रतिहाइड्रोजन (एक प्रोटॉन के चारों ओर परिक्रमा करने वाला पॉज़िट्रॉन) के परमाणु हाइड्रोजन के परमाणुओं के समान ही पृथ्वी पर गिरे।
प्रतिपदार्थ, प्रतिकणों से बना होता है (पॉज़िट्रॉन, प्रतिप्रोटॉन और प्रतिन्यूट्रॉन क्रमशः इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के प्रतिकण हैं)। पदार्थ और प्रतिपदार्थ संपर्क में आने पर एक दूसरे को पूरी तरह से नष्ट कर देते हैं और ऊर्जा उत्पन्न करते हैं।
बिग बैंग के दौरान प्रारंभिक ब्रह्मांड में पदार्थ और प्रतिपदार्थ समान मात्रा में उत्पन्न हुए थे । हालांकि, अब प्रकृति में प्रतिपदार्थ नहीं पाया जाता ( पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमता )। पदार्थ की मात्रा अधिक है। परिणामस्वरूप, प्रतिपदार्थ के गुणों और व्यवहार की समझ अपूर्ण है। प्रतिपदार्थ की गति पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के संबंध में, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत ने भविष्यवाणी की थी कि प्रतिपदार्थ भी इसी तरह प्रभावित होना चाहिए, लेकिन इसकी पुष्टि के लिए कोई प्रत्यक्ष प्रायोगिक अवलोकन उपलब्ध नहीं था। कुछ लोगों ने तो यह भी तर्क दिया था कि पदार्थ (जो गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के अधीन होता है) के विपरीत, प्रतिपदार्थ प्रतिकर्षक 'प्रतिगुरुत्वाकर्षण' के अधीन हो सकता है, जिसे CERN के ALPHA प्रयोग के हाल ही में प्रकाशित निष्कर्षों ने खारिज कर दिया है।
पहला कदम प्रयोगशाला में प्रति-परमाणुओं का निर्माण करना और उन्हें नियंत्रित करना था ताकि वे पदार्थ के संपर्क में न आएं और नष्ट न हों। सुनने में यह आसान लग सकता है, लेकिन इसे पूरा करने में तीन दशक से अधिक का समय लगा। शोधकर्ताओं ने प्रतिपदार्थ के गुरुत्वाकर्षण व्यवहार का अध्ययन करने के लिए प्रतिहाइड्रोजन परमाणुओं को एक आदर्श प्रणाली के रूप में चुना, क्योंकि प्रतिहाइड्रोजन परमाणु विद्युत रूप से उदासीन और स्थिर कण होते हैं। शोध दल ने प्रयोगशाला में उत्पादित ऋणात्मक आवेशित प्रतिप्रोटॉनों को सोडियम-22 स्रोत से धनात्मक आवेशित पॉज़िट्रॉनों के साथ बांधकर प्रतिहाइड्रोजन परमाणु बनाए, जिन्हें बाद में पदार्थ परमाणुओं के साथ विनाश से बचाने के लिए एक चुंबकीय जाल में बंद कर दिया गया। चुंबकीय जाल को बंद कर दिया गया ताकि प्रतिहाइड्रोजन परमाणु नियंत्रित तरीके से ऊर्ध्वाधर उपकरण ALPHA-g में निकल सकें और उन ऊर्ध्वाधर स्थितियों को मापा गया जहां प्रतिहाइड्रोजन परमाणु पदार्थ के साथ नष्ट होते हैं। शोधकर्ताओं ने लगभग 100 प्रतिहाइड्रोजन परमाणुओं के समूहों को फंसाया। उन्होंने ऊपर और नीचे के चुम्बकों में धारा को कम करके 20 सेकंड की अवधि में एक समूह के प्रति-परमाणुओं को धीरे-धीरे छोड़ा। उन्होंने पाया कि ऊपर और नीचे मौजूद प्रतिपरमाणुओं का अनुपात सिमुलेशन से प्राप्त परमाणुओं के परिणामों से मेल खाता है। यह भी पाया गया कि प्रतिहाइड्रोजन परमाणु का त्वरण पदार्थ और पृथ्वी के बीच गुरुत्वाकर्षण के कारण होने वाले ज्ञात त्वरण के अनुरूप था , जिससे यह संकेत मिलता है कि प्रतिपदार्थ भी पदार्थ के समान ही गुरुत्वाकर्षण बल के अधीन है, न कि किसी प्रतिकर्षक 'प्रतिगुरुत्वाकर्षण' के।
यह खोज एंटीमैटर के गुरुत्वाकर्षण व्यवहार के अध्ययन में एक मील का पत्थर है।
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सूत्रों का कहना है:
- CERN 2023. समाचार - CERN में अल्फा प्रयोग में एंटीमैटर पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का अवलोकन किया गया। 27 सितंबर 2023 को पोस्ट किया गया। यहां उपलब्ध है https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter 27 सितंबर 2023 को एक्सेस किया गया।
- एंडरसन, ईके, बेकर, सीजे, बर्टशे, डब्ल्यू. एट अल। एंटीमैटर की गति पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का अवलोकन। प्रकृति 621, 716-722 (2023)। https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
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