物理学家与爱丽丝合作欧洲核子研究组织的大型强子对撞机 (LHC) 首次发现了反超氦 4 的证据，它由两个反质子、一个反中子和一个反 lambda 组成。新结果也代表了最重反物质的第一个证据超核但在大型强子对撞机上。
铅-铅碰撞中产生 antihyperhelium-4 的图示。图片来源：J. Ditzel，具有人工智能辅助。
大型强子对撞机中的重离子之间的碰撞产生了夸克-胶子等离子体，这是一种热而致密的物质状态，被认为在大爆炸后大约百万分之一秒内就充满了宇宙。
重离子碰撞还为原子核和奇异超核及其反物质对应物、反核和反超核的产生创造了合适的条件。
对这些形式的物质的测量对于各种目的都很重要，包括帮助理解等离子体的组成夸克和胶子形成强子以及当今宇宙中看到的物质-反物质不对称性。
超核是由质子、中子和超子混合形成的奇异核，后者是含有一个或多个奇怪类型夸克的不稳定粒子。
自在宇宙射线中发现超核以来，70 多年来，超核仍然是物理学家们着迷的源泉，因为它们在自然界中很少见，而且在实验室中创造和研究它们具有挑战性。
在重离子碰撞中，会产生大量超核，但直到最近，只有最轻的超核，超氚核（由质子、中子和 lambda 组成）及其反物质伙伴反超核（由反质子、反中子组成）和抗 lambda），已被观察到。
根据最近的观察，ALICE 物理学家检测到了 antihyperhelium-4。
该结果的显着性为 3.5 个标准差，也是大型强子对撞机中迄今为止最重反物质超核的第一个证据。
ALICE 测量基于 2018 年在每对核子（质子和中子）碰撞能量为 5.02 太电子伏 (TeV) 的情况下获取的铅对铅碰撞数据。
研究人员使用优于传统超核搜索技术的机器学习技术，研究了超氢 4、超氦 4 及其反物质伙伴的信号数据。
(反)超氢-4的候选者是通过寻找(反)氦-4核及其衰变成的带电π介子来识别的，而(反)超氦-4的候选者是通过其衰变成(反)氦来识别的-3 原子核、一个（反）质子和一个带电π介子。
除了找到显着性为 3.5 个标准差的 antihyperhelium-4 的证据以及显着性为 4.5 个标准差的 antihyperHydrogen-4 的证据外，ALICE 团队还测量了两种超核的产量和质量。
科学家们说：“对于这两个超核，测量的质量与当前的世界平均值一致。”
“将测量的产量与统计强子化模型的预测进行了比较，该模型很好地描述了重离子碰撞中强子和原子核的形成。”
“这种比较表明，如果预测中同时包含激发超核态和基态，则模型的预测与数据非常吻合。”
“结果证实，统计强子化模型还可以很好地描述超核的产生，超核是尺寸约为 2 飞米的致密物体。”
作者还确定了两个超核的反粒子与粒子的产率比，发现它们与实验不确定性内的统一一致。
他们总结道：“这一协议与 ALICE 对大型强子对撞机能量下物质和反物质的平等产生的观察结果是一致的，并补充了正在进行的关于宇宙中物质-反物质不平衡的研究。”
