L'absence d'antimatière dans l'univers est un puzzle de longue date en physique. De nombreuses expériences ont exploré cette question en trouvant des asymétries entre les particules et leurs homologues antimatière.

GBAR (Comportement gravitationnel de l'antihydrogène au repos), une nouvelle expérience au CERN, se prépare à explorer un aspect de ce puzzle :quel est l'effet de la gravité sur l'antimatière ? Alors que des théories existent pour savoir si l'antimatière se comportera comme de la matière ou non, il manque encore un résultat expérimental définitif.

GBAR mesurera l'effet de la gravité sur les atomes d'antihydrogène. Situé dans le hall du Décélérateur d'Antiprotons (AD), GBAR est la première des cinq expériences qui seront connectées au nouvel anneau de décélération ELENA. Le 1er mars, le premier composant de l'expérience a été installé – un accélérateur linéaire (linac). Contrairement à la chaîne de gros accélérateurs et de particules rapides du LHC, le monde AD de l'antimatière est petit et ses particules sont aussi lentes qu'elles viennent. Le linac GBAR ne mesure que 1,2 mètre de long et il sera utilisé pour créer des positons, l'équivalent antimatière des électrons.

L'expérience utilisera des antiprotons fournis par ELENA et des positons créés par le linac pour produire des ions antihydrogène. Ils sont constitués d'un antiproton et de deux positons, et leur charge positive les rend considérablement plus faciles à manipuler. A l'aide de lasers, leur vitesse sera réduite à un demi-mètre par seconde. Cela permettra de les diriger vers un point fixe. Puis, piégé par un champ électrique, un de leurs positons sera retiré au laser, ce qui les rendra à nouveau neutres. La seule force agissant sur eux à ce stade sera la gravité et ils seront libres de faire une chute de 20 centimètres, au cours de laquelle les chercheurs observeront leur comportement.

Les résultats pourraient s'avérer très excitants. En tant que porte-parole de GBAR, Patrice Perez, explique :« Le principe d'équivalence d'Einstein stipule que la trajectoire d'une particule est indépendante de sa composition et de sa structure interne lorsqu'elle n'est soumise qu'à des forces gravitationnelles. Si nous découvrons que la gravité a un effet différent sur l'antimatière, cela signifierait que nous avons encore beaucoup à apprendre sur l'univers."

Cinq autres expériences sont basées au décélérateur d'antiprotons, dont deux – AEGIS et ALPHA – étudient également l'effet de la gravité sur l'antimatière.