在深深的地下，瑞士世界闻名的粒子加速器CERN的水泥墙里，200千米长的机器被放置在封闭的氩气和二氧化碳混合气体中。经过几年的精心设计和装备，这台设备几乎准备好进行它的首秀了。尽管探测器看起来充满了未来感，它的功能其实和之前几代探测器十分相似——除了一点：这个探测器是用来测量引力对反物质的作用的。
这台探测器叫做ALPHA-g，它的蓝图在2013年第一次被画出来。最近几个月，它的创造者夜以继日地在加拿大温哥华完成建造工作。终于，在七月，ALPHA-g被运输机运送到CERN，这个世界上唯一能够提供足够反物质来进行这些实验的地方。
现在，时间不多了。科学家们正在测试这些设备，而且必须在CERN关停两年进行维修之前解决所有技术问题。ALPHA-g团队正急于在十一月十二日所有设备关停之前进行引力实验——但哪怕只是一根电线接错也会使他们错过最后的期限。
确认反物质是否像物质一样遵循引力定律是确认数十年来关于反物质理论正确性的关键一步。反物质就像一切构成恒星，行星和所有宇宙中能被观察到物体的物质一样，但它有一些相反的量子特征（比如说，常规物质的电子带负电，反物质的电子却是带正电的，叫做反电子）。
反物质还有一些不一样的地方——这使它几乎从我们的宇宙中完全消失。科学家怀疑宇宙大爆炸后很短的时间内，宇宙中存在着等量的物质和反物质。然而，在现今的宇宙中，反物质几乎荡然无存。这些反物质去向的谜题也就成为了物理界中最大的问题之一。
以1995年实验制出九个反氢原子为开端，在创造，控制和分析反物质方面的主要实验突破仅在最近几十年出现。然而，当反物质和正常物质相撞时，两种粒子都会湮灭——所以这些第一批反氢原子仅存在了四百亿分之一秒，同时以近光速运动，之后就与普通物质碰撞湮灭了。为了促进对反物质的研究，科学家需要找到一种将两种物质隔离的方法。
直到2010年，作为首次ALPHA实验的一部分，物理学家才成功地用磁场固定住粒子，使它们悬浮在反物质探测器的小室内。后续的实验显示反物质其实与正常物质有许多相同的性质；比如说，它们有相同的色和比荷。
但它是否真的像理论预言的那样有着与正常物质相同的引力性质呢？这一代的第三台机器ALPHA-g就是专门用来探索这个至关重要的问题的。先前的ALPHA探测器被水平放置，且探测室较狭小，这台新的探测器会被竖直放置，而且有2.3米高。巨大的线圈缠绕在探测室周围，产生的磁场把反氢原子固定住，如同把它们固定在一个塑料瓶里一样。不过这个“塑料瓶”上下都有开口。进行实验的时候，对磁场的控制必须十分精确，使得上下两个盖子能够同时“打开”。然后，ALPHA团队会观察反氢原子在地球引力场作用下的表现，看它是否会像常规物质一样下落——或者向上移动，和普通物质受到的引力完全相反。
后者的可能性微乎其微。但是，一旦观察到这样的现象，我们现今依靠爱因斯坦广义相对论对宇宙的认识将被完全颠覆。
“如果我们确实观察到哪怕一点差别（反氢原子和普通氢原子之间），那么整本教科书都会被完全改写，”Makoto Fujiwara说，他是这个位于加拿大粒子加速器TRIUM的科研团队的科学家中的领导。
ALPHA-g团队打算在两年后CERN重新开放的时候能够得到多次且更精确的关于引力对反物质影响的测量结果。但现在，科研人员只希望在所有设备关闭维修前至少能够观察到反物质到底是往上运动还是往下运动。
Fujiwara对整个团队在这么短的时间内完成初步观察实验的能力持比较保守的态度，他强调这个实验包含了新发展的科技。尤其是新的磁场设计非常复杂。Fujiwara说，“对磁场的控制是一个主要因素，如果我们无法很好地控制它，使它具备一定特征，我们可能会被最后的结果愚弄。”
这个团队已经遇到了一个问题，就是如何用机器创造电场来控制反氢原子带正电的部分和带负电的部分，使它们在探测器内结合（在激光的帮助下）。
ALPHA-g在CERN装配好后不久，这个设备256根镀金钨丝中的一根就断了，自己卷了起来和别的线缠在一起——最终短接了两个产生电场的电极。为了修好它，ALPHA团队的成员必须从温哥华飞来，搭建起一块毗邻的无菌工作区域，然后为了能接触到故障线圈，探测器的绝大部分都需要被拆卸掉。经过一周高强度的工作，这个团队使ALPHA-g重新运行了起来。
“总会有我们意想不到的问题【并且】需要我们立刻关注，”项目主管Pierre Amaudruz说。“在未知领域的研究就是这样的。我们时不时就需要尝试解决一些无法预料的问题。”
这个团队希望在测试阶段能够消除一切最后的问题，并完成初步实验——仅仅是观察反氢原子往上或往下的运动——在CERN稳定的反质子和反电子（构成反物质的成分）供应被切断前。如果他们能够成功，这重大的任务会使人类对那个有趣的问题有更深的理解：反物质到底是往上掉，还是往下掉呢？
这篇帖子更新于2018年10月16日。
（翻译：费哲妮；审校：刘博尧）
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