這是一條物理學的基本定律，即使是最狂熱的科學恐懼者也能定義:物質在重力作用下下落。但是反物質呢?它有相同的質量，但相反的電荷和自旋?根據愛因斯坦的廣義相對論，引力應該以同樣的方式對待物質和反物質。因此，要找出它們自由落體率的哪怕是最微小的差異，都將導致我們對它們認識上的一場革命。雖然物質的自由落體已經被精確地測量到了100萬億分之一，但由於難以生產和包含大量反物質，目前還沒有對反物質進行直接測量。

在最近發表在《自然通訊物理》雜誌上的一篇論文中，歐洲核子研究中心反質子減速機(AD)的AEgIS合作專案報告了實現這一目標的一個重要里程碑。利用2018年開發的新技術，該團隊演示了反氫原子的脈衝產生，從而可以高精度地確定反原子形成的時間。

“這是第一次脈衝的形成時間尺度上建立了反氫原子開門同步處理,透過鐳射或外部領域,形成的原子,以及相同的方法應用到脈衝形成的可能性的其他質子原子,”說“宙斯盾”歐洲核子研究中心的發言人邁克爾•定量給料器。“知道反氫形成的時間是一個強有力的工具。”

歐洲核子研究中心是世界上唯一一個可以生產和詳細研究反氫的地方。反氫是一個理想的系統，用來測試重力自由下落和反物質的其他基本特性，因為反物質具有很長的壽命，而且是電中性的。2002年，雅典娜和ATRAP在AD的合作報告了第一次低能反氫的生產，涉及到反質子和正電子雲的“三體”重組。從那時起，AD的阿爾法合作專案在生產、操縱和捕獲更多數量的反氫方面取得了穩步的進展，這使得反物質的光譜和其他性質得以精確地確定。

三體複合產生了幾乎連續的反氫原子源，在這種情況下不可能標記出反原子形成的時間，AEgIS則採用了另一種“電荷交換”過程，即透過精確的鐳射脈衝觸發反氫原子的形成。這使得90%的原子產生的時間被確定，其不確定度約為100納秒。

在AEgIS能夠測量重力對反物質的影響之前，還需要進一步的幾個步驟，包括脈衝束的形成，大量的反氫，以及使其變冷的能力。多瑟解釋說:“今年只有三個月的束時間，還有許多新裝置需要除錯，很可能2022年我們將建立脈衝束形成，這是我們進行重力測量的先決條件。”

繼2013年ALPHA合作組織的原理驗證測量之後，ALPHA, AEgIS和第三個AD實驗GBAR都計劃在未來幾年測量1%水平的反原子的自由落體。每一種都使用不同的技術，最近這三種都連線到了新的埃琳娜同步加速器上，可以產生非常低能量的反質子。

鑑於反核的大部分質量來自於將夸克結合在一起的強大力量，物理學家認為反物質不太可能經歷與物質相反的引力。然而，對反原子自由落體的精確測量可以揭示出細微的差異，這將在我們目前的認識中開啟一個重要的裂縫。