「反重力は存在せず」実験で結論　国際研究チーム

通常の物質と電気的に反対の性質を持つ「反物質」が、地球の重力によって落下することを欧米・カナダなどの国際研究チームが実験で確かめた。反物質には重力が引力ではなく反発力として働くとの説もあったが、今回の研究でそうした「反重力」が存在しないことが確定したとしている。成果は28日付で英科学誌ネイチャーに掲載された。

スイス・ジュネーブにある欧州合同原子核研究機関（CERN）を拠点に反物質の研究を進めるALPHA国際共同研究チームの成果。重力に関する今回の実験ではブリティッシュコロンビア大学の百瀬孝昌教授、TRIUMF研究所の藤原真琴上席研究員らが参加するカナダの研究チームが実験装置開発などで主導的な役割を果たした。

研究チームは、陽子と電子のそれぞれの反物質である反陽子と陽電子を結合して、水素の反物質である反水素原子を作り、重力がどう働くかを調べた。約100個の反水素原子を円筒容器内に磁気で捕捉したうえで、反水素が上に多く漏れ出すか、下に多く漏れ出すかを観測した。その結果、反水素が通常の物質と同じ重力加速度で下向きに落ちることを確認した。

百瀬教授によると「今回の測定から反重力が存在する確率は10のマイナス15乗以下とほぼゼロで、その存在が否定されたことを意味する」という。ただ、物質と反物質の重力加速度がわずかに異なる可能性は否定できないという。今後、反水素に働く重力加速度の大きさを精密に測定することで、重力理論であるアインシュタインの一般相対性理論の検証に取り組みたいとしている。

反物質は通常の物質と質量などの性質が同じでありながら、構成粒子の電気的性質が反対になっているもので、物質とぶつかるとすべての質量がエネルギーとなって放出されて消滅する。反物質を巡っては一部の研究者が、物質と反物質の間に反発する重力が働くと主張していた。

がんや認知症の診断に使われる陽電子放出断層撮影（PET）には電子の反物質である陽電子が利用されているが、一般には反物質は自然界にほとんど存在しない。宇宙の始まりでは物質と反物質が同じ量できたと考えられているが、現在の宇宙は物質だけでできており、反物質が消えたことは物理学上の大きな謎になっている。