Partículas subatômicas exóticas que são como partículas "normais" separadas de uma, oposto, propriedade, como o pósitron, que é como um elétron, mas com carga positiva em vez de negativa - são conhecidos coletivamente como antimatéria. Estudos diretos de colisões entre partículas de matéria e de antimatéria usando instalações gigantes, como as do CERN, podem avançar nossa compreensão da natureza da matéria. Um novo estudo realizado por Tasko Grozdanov, da Universidade de Belgrado, na Sérvia, e Evgeni Solov'ev, do Instituto de Pesquisa Nuclear perto de Moscou, na Rússia, mapeou os níveis de energia de uma forma exótica de hélio produzida dessa forma. Este trabalho, que é publicado em EPJ D , foi descrito por um comentarista como '... uma nova joia no tesouro das realizações científicas da teoria da física atômica ".

Um átomo de hélio comum consiste em um núcleo com dois prótons e dois nêutrons rodeados por dois elétrons. Os experimentos no CERN envolveram a colisão de antiprótons lentos com esses átomos de hélio para formar uma forma exótica de hélio chamada hélio antiprotônico, em que um dos elétrons é substituído por um antipróton (uma partícula como um próton, mas com a carga negativa de um elétron). Assim, um átomo de hélio antiprotônico está descarregado, como o hélio comum, mas inclui uma partícula carregada negativamente 1800 vezes mais pesada que um elétron.

Os átomos de hélio antiprotônicos só podem sobreviver em configurações nas quais o antiproton não pode "cair" no núcleo e se aniquilar. Até agora, a única configuração amplamente estudada envolve antiprótons fazendo órbitas circulares ao redor do núcleo, blindado pelo elétron remanescente. Grozdanov e Solov'ev descrevem uma configuração diferente, chamado de estado de 'planeta congelado', em que o elétron circula rapidamente ao redor do núcleo, gerando um poço potencial que captura o antipróton. O período de tempo em que o antipróton pode permanecer preso neste poço depende de sua energia e da distância do núcleo. Os pesquisadores planejam estender seus estudos para incluir configurações semelhantes que giram, que eles sugerem pode ser mais acessível à pesquisa experimental.