लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) में भारी आयनों के बीच टकराव से क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा का निर्माण हुआ, जो पदार्थ की एक उच्च तापमान वाली सघन अवस्था है, जिसके बारे में माना जाता है कि इसने बिग बैंग के बाद एक सेकंड के लगभग दस लाखवें हिस्से के भीतर ब्रह्मांड को भर दिया था। भारी आयन टकराव परमाणु नाभिक और विदेशी सुपरन्यूक्लियर के साथ-साथ उनके एंटीमैटर समकक्षों, एंटीन्यूक्लियर और एंटीसुपरन्यूक्लियर के निर्माण के लिए उपयुक्त स्थितियां भी बनाते हैं। पदार्थ के इन रूपों को मापना कई उद्देश्यों के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें उस प्रक्रिया को समझने में मदद करना शामिल है जिसके द्वारा प्लाज़्मा के घटक क्वार्क और ग्लून्स से हैड्रॉन का निर्माण हुआ और आज ब्रह्मांड में देखी जाने वाली पदार्थ-एंटीमैटर असममितता भी शामिल है।
हाइपरन्यूक्लियर प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और हाइपरॉन के मिश्रण से बने विदेशी नाभिक हैं, जो एक या अधिक विदेशी क्वार्क युक्त अस्थिर कण होते हैं। कॉस्मिक किरणों में अपनी खोज के 70 से अधिक वर्षों के बाद, हाइपरन्यूक्लियस भौतिकविदों के लिए आकर्षण का स्रोत बना हुआ है क्योंकि वे प्रकृति में दुर्लभ हैं और प्रयोगशाला में बनाना और अध्ययन करना चुनौतीपूर्ण है।
भारी आयन टकरावों में, सुपरन्यूक्लियर बड़ी संख्या में उत्पन्न होते हैं, लेकिन हाल तक, केवल सबसे हल्के सुपरन्यूक्लियर सुपरट्रिटन और उनके एंटीमैटर पार्टनर, एंटीसुपरट्रिटन ही देखे गए हैं। हाइपरट्रिटॉन प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और लैम्ब्डा (एक हाइपरॉन जिसमें एक अजीब क्वार्क होता है) से बने होते हैं। एंटी-सुपरट्रिटोन एंटीप्रोटोन, एंटीन्यूट्रॉन और एंटीλ से बने होते हैं।
रिलेटिविस्टिक हेवी आयन कोलाइडर (आरएचआईसी) में स्टार सहयोग द्वारा इस साल की शुरुआत में एंटी-सुपरहाइड्रोजन -4 (एक एंटीप्रोटॉन, दो एंटीन्यूट्रॉन और एक एंटी-लैम्ब्डा का संयोजन) की खोज के बाद, एलएचसी में एलिस सहयोग ने अब पहली बार एंटी-सुपरहाइड्रोजन -4 के साक्ष्य की खोज की है, जिसमें दो एंटीप्रोटोन, एक एंटीन्यूट्रॉन और एक एंटी-लैम्ब्डा शामिल है। परिणाम 3.5 मानक विचलन पर महत्वपूर्ण है और एलएचसी पर अब तक खोजे गए सबसे भारी एंटीमैटर सुपरन्यूक्लियस का पहला सबूत है।
ALICE माप 5.02 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट (TeV) की ऊर्जा पर टकराने वाले न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) की प्रत्येक जोड़ी के लिए 2018 में प्राप्त लीड-लीड टकराव डेटा पर आधारित हैं। पारंपरिक हाइपरन्यूक्लियस खोज तकनीकों से बेहतर प्रदर्शन करने वाली मशीन लर्निंग तकनीक का उपयोग करते हुए, एलिस शोधकर्ताओं ने सुपरहाइड्रोजन -4, सुपरहीलियम -4 और उनके एंटीमैटर भागीदारों के लिए सिग्नल डेटा को देखा। (एंटी)हाइपरहाइड्रोजन-4 के लिए उम्मीदवारों की पहचान (एंटी)हीलियम-4 नाभिक और उनके द्वारा क्षय होने वाले आवेशित पियोन की तलाश करके की गई थी, जबकि (एंटी)हाइपरहीलियम-4 के लिए उम्मीदवारों की पहचान (एंटी)हीलियम-3 नाभिक, (एंटी)प्रोटॉन और आवेशित पियोन में उनके क्षय के माध्यम से की गई थी।
3.5 मानक विचलन के महत्व वाले सुपरहीलियम-4 के खिलाफ साक्ष्य और 4.5 मानक विचलन के महत्व वाले सुपरहाइड्रोजन-4 के खिलाफ साक्ष्य खोजने के अलावा, एलिस टीम ने दो सुपरन्यूक्लियर की पैदावार और द्रव्यमान को भी मापा।
दोनों सुपरकोर के लिए, मापा गया द्रव्यमान वर्तमान विश्व औसत से सहमत है। मापी गई पैदावार की तुलना एक सांख्यिकीय हेड्रोनाइजेशन मॉडल की भविष्यवाणियों से की गई, जो भारी आयन टकरावों में हैड्रोन और नाभिक के गठन का अच्छी तरह से वर्णन करता है। इस तुलना से पता चलता है कि मॉडल की भविष्यवाणियां डेटा के साथ अच्छी तरह से मेल खाती हैं यदि उत्साहित सुपरन्यूक्लियर राज्यों और जमीनी राज्यों दोनों को भविष्यवाणियों में शामिल किया गया है। परिणामों ने पुष्टि की कि सांख्यिकीय हेड्रोनाइजेशन मॉडल सुपरकोर के उत्पादन का भी अच्छी तरह से वर्णन कर सकता है, जो लगभग 2 फेमटोमीटर (1 फेमटोमीटर 10-15 मीटर) के आकार वाली घनी वस्तुएं हैं।
शोधकर्ताओं ने दो सुपरन्यूक्लियों के एंटीपार्टिकल-टू-पार्टिकल उपज अनुपात को भी निर्धारित किया और पाया कि वे प्रयोगात्मक अनिश्चितता के भीतर 1 के अनुरूप थे। यह समझौता एलएचसी ऊर्जा पर पदार्थ और एंटीमैटर के समान उत्पादन के एलिस के अवलोकन के अनुरूप है, और ब्रह्मांड में मैटर-एंटीमैटर असंतुलन पर चल रहे शोध को जोड़ता है।