物理學家與愛麗絲合作歐洲核子研究組織的大型強子對撞機 (LHC) 首次發現了反超氦 4 的證據，它由兩個反質子、一個反中子和一個反 lambda 組成。新結果也代表了最重反物質的第一個證據超核但在大型強子對撞機上。
鉛-鉛碰撞中產生 antihyperhelium-4 的圖示。圖片來源：J. Ditzel，具有人工智慧輔助。
大型強子對撞機中的重離子之間的碰撞產生了夸克-膠子等離子體，這是一種熱而緻密的物質狀態，被認為在大爆炸後大約百萬分之一秒內就充滿了宇宙。
重離子碰撞也為原子核和奇異超核及其反物質對應物、反核和反超核的產生創造了合適的條件。
對這些形式的物質的測量對於各種目的都很重要，包括幫助理解等離子體的組成夸克和膠子形成強子以及當今宇宙中看到的物質-反物質不對稱性。
超核是由質子、中子和超子混合形成的奇異核，後者是含有一個或多個奇怪類型夸克的不穩定粒子。
自從在宇宙射線中發現超核以來，70 多年來，超核仍然是物理學家著迷的源泉，因為它們在自然界中很少見，而且在實驗室中創造和研究它們具有挑戰性。
在重離子碰撞中，會產生大量超核，但直到最近，只有最輕的超核，超氚核（由質子、中子和lambda 組成）及其反物質夥伴反超核（由反質子、反中子組成）和抗 lambda），已被觀察到。
根據最近的觀察，ALICE 物理學家檢測到了 antihyperhelium-4。
此結果的顯著性為 3.5 個標準差，也是大型強子對撞機中迄今最重反物質超核的第一個證據。
ALICE 測量是基於 2018 年在每對核子（質子和中子）碰撞能量為 5.02 太電子伏 (TeV) 的情況下獲取的鉛對鉛碰撞數據。
研究人員使用優於傳統超核搜尋技術的機器學習技術，研究了超氫 4、超氦 4 及其反物質夥伴的訊號資料。
(反)超氫-4的候選者是透過尋找(反)氦-4核及其衰變成的帶電π介子來識別的，而(反)超氦-4的候選者是透過其衰變成(反)氦來辨識的-3 原子核、一個（反）質子和一個帶電π介子。
除了找到顯著性為 3.5 個標準差的 antihyperhelium-4 的證據以及顯著性為 4.5 個標準差的 antihyperHydrogen-4 的證據外，ALICE 團隊還測量了兩種超核的產量和品質。
科學家說：“對於這兩個超核，測量的品質與當前的世界平均值一致。”
“將測量的產量與統計強子化模型的預測進行了比較，該模型很好地描述了重離子碰撞中強子和原子核的形成。”
“這種比較表明，如果預測中同時包含激發超核態和基態，則模型的預測與數據非常吻合。”
“結果證實，統計強子化模型還可以很好地描述超核的產生，超核是尺寸約為 2 飛米的緻密物體。”
作者也確定了兩個超核的反粒子與粒子的產率比，發現它們與實驗不確定性內的統一一致。
他們總結道：“這一協議與 ALICE 對大型強子對撞機能量下物質和反物質的平等產生的觀察結果是一致的，並補充了正在進行的關於宇宙中物質-反物質不平衡的研究。”
