GBAR, l’acronyme de l’expérience Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest, fait référence au fait qu’elle mesure l’accélération en chute libre de l’antimatière sous l’effet de la gravité, symbolisée par ḡ (prononcé [dzi] — bar). Située dans le hall du Décélérateur d’antiprotons (AD), GBAR utilise des antiprotons ralentis par l’installation ELENA.
GBAR commence par associer des antiprotons avec deux antiélectrons pour former des ions antihydrogène chargés positivement. Bien que plus difficiles à produire que les antiatomes moins complexes, les ions d’antimatière peuvent être manipulés plus facilement. Grâce à des techniques de refroidissement par laser, ces ions sont refroidis jusqu’à des températures de l’ordre du microkelvin : leur antiélectron supplémentaire leur est alors retiré, ce qui les transforme en atomes d’antihydrogène. Les atomes d’antihydrogène font ensuite une chute de 20 centimètres et l’on enregistre leur annihilation à la fin de la chute.
Mesurer l’accélération de l’antihydrogène sous l’effet de la gravité et la comparer avec l’accélération de l’hydrogène ordinaire permet aux scientifiques de l’expérience GBAR de rechercher les différences entre le comportement de la matière et celui de l’antimatière. Cela leur permet notamment de vérifier le principe d’équivalence d’Einstein, qui veut que la trajectoire d’une particule soit indépendante de sa composition et de sa structure interne lorsque cette particule est soumise uniquement aux forces gravitationnelles. L’observation d’une différence dans la façon dont l’hydrogène et l’antihydrogène tombent sous l’effet de la gravité démontrerait que ce principe est en fait erroné.
L’expérience GBAR a été approuvée par la Commission de la recherche du CERN en mai 2012 et a reçu son premier faisceau d’antiprotons en provenance d’ELENA en octobre 2018.
