在铅-铅碰撞中产生反高氦-4（两个反质子、一个反中子和一个反）的图解。（图片来源：Janik Ditzel为ALICE合作设计）
在大型强子对撞机（LHC）中，重离子之间的碰撞产生了夸克-胶子等离子体，这是一种热而致密的物质状态，被认为在大爆炸后的百万分之一秒左右充满了宇宙。重离子碰撞也为原子核和外来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。
超核是由质子、中子和超子混合形成的奇异核，超子是含有一个或多个奇异夸克的不稳定粒子。自从在宇宙射线中被发现70多年以来，超核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，超核产生了大量，但直到最近，只观察到最轻的超核，hypertriton和它的反物质伙伴，antihypertriton。一个超子由一个质子、一个中子和一个λ（含有一个奇异夸克的超子）组成。反超子由反质子、反中子和反组成。
今年早些时候，在相对论重离子对撞机（RHIC）上的STAR合作项目报告了对反高氦-4（一种反质子、两个反中子和一个反λ的束缚态）的观察之后，大型强子对撞机上的ALICE合作项目现在首次发现了反高氦-4的证据，它由两个反质子、一个反中子和一个反λ组成。这一结果的显著性为3.5个标准差，也代表了迄今为止LHC中最重的反物质超核的第一个证据。
ALICE的测量是基于2018年的铅铅碰撞数据，每对核子（质子和中子）碰撞的能量为5.02太电子伏特（TeV）。ALICE的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）高氦-4的候选者是通过寻找（反）氦-4核和它衰变成的带电介子来确定的，而（反）高氦-4的候选者是通过它衰变成（反）氦-3核、（反）质子和带电介子来确定的。
除了发现3.5个标准差的反高氦-4和4.5个标准差的反高氢-4的证据外，ALICE团队还测量了这两种超核的产量和质量。
对于这两个超核，测量的质量与当前世界平均值一致。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，如果在预测中同时包含激发态和基态，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，超核是尺寸约为2飞米（1飞米为10-15米）的致密物体。
研究人员还测定了两种超核的反粒子与粒子的产率比，发现它们在实验不确定度内是一致的。这与ALICE观察到的在LHC能量下物质和反物质的等量产生是一致的，并为正在进行的宇宙中物质-反物质不平衡的研究增加了新的内容。
