สสารและปฏิสสารดูเหมือนจะตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงอย่างเท่าเทียมกัน

สสารและปฏิสสารสร้างปัญหาที่น่าสนใจที่สุดทางฟิสิกส์ในปัจจุบัน โดยพื้นฐานแล้วพวกมันจะเทียบเท่ากัน ยกเว้นในกรณีที่อนุภาคมีประจุบวกจะมีประจุลบ ในแง่อื่น ๆ พวกเขาดูเหมือนเท่าเทียมกัน อย่างไรก็ตาม ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ประการหนึ่งของฟิสิกส์ในปัจจุบันนี้เรียกว่า "ความไม่สมดุลของแบริออน" คือแม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันจะดูเหมือนเท่ากัน แต่ดูเหมือนว่าจักรวาลประกอบด้วยสสารทั้งหมด โดยมีปฏิสสารน้อยมาก ตามธรรมชาติแล้ว นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกพยายามอย่างหนักที่จะค้นหาสิ่งที่แตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้ ซึ่งอาจอธิบายได้ว่าทำไมเราถึงดำรงอยู่ ส่วนหนึ่งของภารกิจนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สำรวจว่าสสารและปฏิสสารมีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วงในลักษณะเดียวกันหรือไม่ หรือว่าปฏิสสารจะสัมผัสกับแรงโน้มถ่วงในลักษณะที่แตกต่างจากสสาร ซึ่งจะละเมิดหลักการสมมูลที่อ่อนแอของไอน์สไตน์ ตอนนี้ การทำงานร่วมกันของ BASE ได้แสดงให้เห็นภายในขอบเขตที่จำกัดว่าปฏิสสารตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในลักษณะเดียวกับสสาร การค้นพบที่ตีพิมพ์ในNatureนั้นมาจากการทดลองอื่น ซึ่งกำลังตรวจสอบอัตราส่วนระหว่างประจุต่อมวลของโปรตอนและแอนติโปรตอน ซึ่งเป็นหนึ่งในการวัดที่สำคัญอื่น ๆ ที่สามารถระบุความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองได้ งานนี้เกี่ยวข้องกับการทำงาน 18 เดือนที่โรงงานปฏิสสารของ CERN ในการตรวจวัด ทีมงานได้จำกัดแอนติโปรตอนและไอออนไฮโดรเจนที่มีประจุลบ ซึ่งใช้เป็นพร็อกซีสำหรับโปรตอนในกับดักเพนนิง ในอุปกรณ์นี้ อนุภาคจะเคลื่อนที่ตามวิถีวัฏจักรด้วยความถี่ ใกล้กับความถี่ไซโคลตรอน ซึ่งจะปรับขนาดตามความแรงของสนามแม่เหล็กของกับดักและอัตราส่วนประจุต่อมวลของอนุภาค ด้วยการป้อนแอนติโปรตรอนและไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุลบเข้าไปในกับดักทีละตัว พวกมันสามารถวัดความถี่ไซโคลตรอนของอนุภาคทั้งสองประเภทภายใต้สภาวะที่เหมือนกัน โดยเปรียบเทียบอัตราส่วนระหว่างประจุต่อมวล Stefan Ulmer หัวหน้าโครงการกล่าวว่า "การทำเช่นนี้ทำให้เราได้ผลลัพธ์ที่เทียบเท่ากัน ในระดับที่แม่นยำกว่ามาตรการก่อนหน้านี้ถึงสี่เท่า สำหรับความไม่แปรผันของ CPT ระดับนี้ ความเป็นเหตุเป็นผลและท้องที่ถืออยู่ในทฤษฎีสนามควอนตัมสัมพัทธภาพของแบบจำลองมาตรฐาน" ที่น่าสนใจคือ กลุ่มใช้การวัดเพื่อทดสอบกฎฟิสิกส์พื้นฐานที่เรียกว่าหลักการสมมูลแบบอ่อน ตามหลักการนี้ วัตถุต่างๆ ในสนามแรงโน้มถ่วงเดียวกันควรมีความเร่งเท่ากันในกรณีที่ไม่มีแรงเสียดทาน เนื่องจากการทดลอง BASE ถูกวางไว้บนพื้นผิวโลก การวัดความถี่ของโปรตอนและแอนติโปรตอน ไซโคลตรอนจึงถูกสร้างขึ้นในสนามโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลก และความแตกต่างใดๆ ระหว่างปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงของโปรตอนและแอนติโปรตอนจะส่งผลให้เกิดความแตกต่างระหว่าง ความถี่ไซโคลตรอน จากการสุ่มตัวอย่างสนามโน้มถ่วงของโลกในขณะที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์พบว่าสสารและปฏิสสารตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในลักษณะเดียวกันถึงระดับสามส่วนใน 100 ซึ่งหมายความว่าความเร่งโน้มถ่วงของสสารและปฏิสสารนั้น เหมือนกันภายใน 97% ของการเร่งความเร็วที่มีประสบการณ์ Ulmer เสริมว่าการวัดเหล่านี้อาจนำไปสู่ฟิสิกส์ใหม่ เขากล่าวว่า "ความแม่นยำ 3% ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงที่ได้รับในการศึกษานี้เทียบได้กับเป้าหมายความแม่นยำของปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงระหว่างปฏิสสารและสสาร ซึ่งกลุ่มวิจัยอื่น ๆ วางแผนที่จะวัดโดยใช้อะตอมต้านไฮโดรเจนที่ตกลงมาอย่างอิสระ หากผลลัพธ์ของ การศึกษาของเราแตกต่างจากกลุ่มอื่น ๆ อาจนำไปสู่การเริ่มต้นของฟิสิกส์ใหม่อย่างสมบูรณ์ "