Particelle subatomiche esotiche che sono come particelle "normali" a parte una, di fronte, proprietà, come il positrone, che è come un elettrone ma caricato positivamente anziché negativamente, sono noti collettivamente come antimateria. Gli studi diretti sulle collisioni tra le particelle di materia e quelle di antimateria utilizzando strutture giganti come quelle del CERN possono far progredire la nostra comprensione della natura della materia. Un nuovo studio di Tasko Grozdanov dell'Università di Belgrado in Serbia e di Evgeni Solov'ev dell'Istituto di ricerca nucleare vicino a Mosca in Russia ha mappato i livelli energetici di una forma esotica di elio prodotta in questo modo. Questo lavoro, che è pubblicato in EPJ D , è stato descritto da un commentatore come "... un nuovo gioiello nel tesoro delle conquiste scientifiche nella teoria della fisica atomica".

Un atomo di elio ordinario è costituito da un nucleo con due protoni e due neutroni circondati da due elettroni. Gli esperimenti al CERN hanno coinvolto la collisione di lenti antiprotoni con questi atomi di elio per formare una forma esotica di elio chiamata elio antiprotonico, in cui uno degli elettroni viene sostituito con un antiprotone (particella simile a un protone ma con la carica negativa di un elettrone). Così, un atomo di elio antiprotonico è scarico, come un normale elio, ma include una particella carica negativa oltre 1800 volte più pesante di un elettrone.

Gli atomi di elio antiprotonici possono sopravvivere solo in configurazioni in cui l'antiprotone non può "cadere" nel nucleo e annichilirsi. Fino ad ora, l'unica configurazione ampiamente studiata prevede che l'antiprotone compia orbite circolari attorno al nucleo, schermato dall'elettrone rimanente. Grozdanov e Solov'ev descrivono una configurazione diversa, chiamato uno stato "pianeta congelato", in cui l'elettrone circola rapidamente intorno al nucleo, generando un potenziale pozzo che intrappola l'antiprotone. Il periodo di tempo in cui l'antiprotone può rimanere intrappolato in questo pozzo dipende dalla sua energia e dalla distanza dal nucleo. I ricercatori intendono estendere i loro studi per includere configurazioni simili che ruotano, che suggeriscono potrebbe essere più suscettibile di ricerca sperimentale.