تسقط جميع أنواع المادة بالطريقة نفسها تحت تأثير الجاذبية؟ سؤال قديم في الفيزياء يستعد العلماء لاختباره بطريقة غير مسبوقة، باستخدام ذرة غريبة ونادرة تُعرف باسم الـ "ميونيوم" muonium.

ونجح باحثون من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ ومعهد بول شيرر في تطوير طريقة لإنتاج حزمة شديدة الكثافة ومنضبطة من هذه الذرات، في خطوة قد تتيح اختبار أحد المبادئ الأساسية لنظرية أينشتاين في الجاذبية، بحسب تقرير نشره موقع " ساينس ديلي".  

والميونيوم ذرة محايدة تتكوّن عندما يرتبط جسيم مضاد للميون بإلكترون، ويُعد الميون قريبًا أثقل من الإلكترون وينتمي إلى الجيل الثاني من جسيمات المادة.

ويحاول العلماء معرفة ما إذا كانت الجسيمات من هذا الجيل تستجيب للجاذبية بالطريقة نفسها التي تستجيب بها المادة العادية. ويُعد ذلك اختبارًا مباشرًا لمبدأ التكافؤ، الذي يفترض تكافؤ الكتلة الثقالية والكتلة القصورية.

وتكمن إحدى أبرز الصعوبات في قصر عمر الميون، إذ لا يعيش سوى نحو 2.2 ميكروثانية قبل أن يتحلل. وللتغلب على ذلك، استخدم الفريق الهيليوم فائق السيولة، المبرد إلى درجات تقترب من الصفر المطلق، لإنتاج ذرات ميونيوم تتحرك بسرعات متقاربة وفي اتجاهات شبه متوازية. 

وقال جيسي تشانغ، الباحث الرئيس في الدراسة، إن الهيليوم فائق السيولة يعمل بطريقة تشبه "مدفعاً ذرياً" يدفع ذرات الميونيوم إلى الخارج.

ويعمل الباحثون حاليًا على بناء جهاز لقياس الانحراف البالغ الصغر الذي يمكن أن تسببه جاذبية الأرض في حزمة الميونيوم. ويتوقعون اختبار الحزمة هذا العام، على أن تجرى تجربة الجاذبية الفعلية خلال عامين أو 3 أعوام إذا سارت الأمور وفق الخطة.

وقد تكشف النتيجة، إذا اختلف سلوك الميونيوم عن المادة العادية، عن ظواهر فيزيائية جديدة، من بينها احتمال وجود "قوة خامسة" لم تُثبت حتى الآن.