L’idée de base de GBAR est d’utiliser des ions antihydrogène H+ (l’équivalent en antimatière de l’ion H-) pour pouvoir mieux manipuler ces atomes avant la mesure finale. Une fois produits, ces ions sont refroidis en deux étapes, à l’aide de lasers et de pièges de Paul, jusqu’à des températures de l’ordre du microkelvin, c.à.d. des vitesses de l’ordre du mètre par seconde. Les ions sont ensuite neutralisés par photodissociation et les atomes neutres H tombent (Figure ci-contre). Pour une hauteur de chute de 20 cm, le temps de chute (si on suppose g = g) est de 200 millisecondes, ce qui se mesure facilement.
Cette méthode est complémentaire de celle utilisée par l’expérience AEGIS. Les deux expériences visent à atteindre une précision de l’ordre du pourcent dans une première phase.
Pour la suite, le principe de GBAR offre la possibilité de réaliser une spectroscopie des niveaux quantiques gravitationnels de l’antihydrogène. En effet une expérience réalisée il y a dix ans à l’ILL de Grenoble avec des neutrons ultra froids par des collaborateurs de GBAR a montré que ces neutrons, lâchés à quelques dixièmes de microns d’une plaque, rebondissaient dessus en raison de l’effet Casimir, et se trouvaient piégés dans le potentiel gravitationnel. Dans ces puits de potentiel, les niveaux d’énergie accessibles aux particules piégées sont quantifiés, c.à.d. que les hauteurs des rebonds sont eux aussi quantifiés. La séparation entre ces niveaux est proportionnelle à l’accélération gravitationnelle. On a pu calculer que des atomes d’antihydrogène, arrivant avec une faible vitesse sur une telle plaque, ont une grande probabilité de rebondir, ce qui permet d’utiliser cette technique pour calculer g avec une bien meilleure précision.