Все тела в вакууме падают с одинаковым ускорением — этот принцип, сформулированный ещё Эйнштейном в общей теории относительности, лежит в основе нашего понимания гравитации. Однако до сих пор он был экспериментально подтверждён только для частиц обычной материи. Теперь на сцену выходит мюоний — экзотический атом, в котором роль ядра играет антимюон (античастица мюона), а электронная оболочка состоит из обычного электрона. Этот гибрид материи и антиматерии крайне нестабилен: время его жизни составляет всего около двух микросекунд. Сформировать из таких атомов плотный и однородный пучок долгое время считалось фантастикой.

Ключом к решению стал сверхтекучий гелий. При температурах, близких к абсолютному нулю, жидкий гелий переходит в состояние сверхтекучести — квантовой жидкости, лишённой внутреннего трения. В эксперименте используется тонкая плёнка такого гелия, которая работает как фабрика-катапульта. Когда мюоны высокой энергии пронзают эту плёнку, они срывают электроны с атомов гелия, и те вылетают наружу единой компактной группой — «пробкой». Скорость образовавшегося роя частиц составляет около 2180 м/с, причём все они движутся почти с одинаковой скоростью, подобно слаженному выстрелу.

Главная цель этих усилий — впервые измерить ускорение свободного падения мюония в гравитационном поле Земли с точностью до одного процента. Если бы результат отклонился от предсказаний общей теории относительности, это указало бы на фундаментальную трещину в современной физике. Попутно созданный холодный и узконаправленный луч мюония позволит с высокой точностью определить массу мюона и проверить теоретические модели с помощью методов спектроскопии.