大型强子对撞机(LHC)中重离子之间的碰撞产生了夸克胶子等离子体，这是一种高温致密的物质状态，被认为在大爆炸后约百万分之一秒充满了宇宙。重离子碰撞也为原子核和奇异超核以及它们的反物质对应物反核和反超核的产生创造了合适的条件。

　　对这些物质形式的测量对于各种目的都很重要，包括帮助理解等离子体组成夸克和胶子形成强子的过程，以及当今宇宙中可见的物质-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，后者是包含一个或多个奇怪类型夸克的不稳定粒子。自超核在宇宙射线中被发现70多年以来，它仍然是物理学家着迷的源泉，因为它们在自然界中很少被发现，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，会产生大量的超核，但直到最近，还只观察到最轻的超核超质子及其反物质伴侣反超质子。一个超子由一个质子、一个中子和一个λ(一个包含一个奇异夸克的超子)组成。反超质子由反质子、反中子和反λ组成。

　　继今年早些时候由相对论重离子对撞机(RHIC)的STAR合作报告的对反超氢-4(反质子、两个反中子和一个反λ的束缚态)的观测之后，大型强子对撞机的ALICE合作现在首次发现了反超氦-4的证据，它由两个反质子、一个反中微子和一个反λ组成。

　　该结果具有3.5个标准差的显著性，也是LHC迄今为止最重的反物质超核的第一个证据。研究结果发布在arXiv预印本服务器上。

　　ALICE测量基于2018年在每个碰撞核子对(质子和中子)的能量为5.02兆电子伏(TeV)时获得的铅-铅碰撞数据。ALICE研究人员使用一种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核和它衰变成的带电π介子来确定的，而(反)高氦-4的候选者则是通过它衰变成(反)氢-3核、(反)质子和带电π介子来确定的。

　　除了发现显著性为3.5标准差的抗超氦-4证据，以及显著性为4.5标准差的反超氢-4证据外，ALICE团队还测量了两个超核的产量和质量。

　　对于这两个超核，测量的质量与当前的世界平均值一致。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，如果预测中包括激发的超核态和基态，则模型的预测与数据非常吻合。结果证实，统计强子化模型也可以很好地描述超核的产生，超核是大小约为2毫米(1毫米为10-15米)的紧凑物体。

　　研究人员还确定了两个超核的反粒子与粒子的产率比，并发现它们在实验不确定性范围内一致。这一协议与ALICE对LHC能量下物质和反物质平等产生的观察是一致的，并增加了对宇宙中物质-反物质不平衡的持续研究。