Exotiska subatomära partiklar som är som "normala" partiklar förutom en, motsatt, egendom - såsom positron, som är som en elektron men positivt snarare än negativt laddade – är kollektivt kända som antimateria. Direkta studier av kollisioner mellan partiklar av materia och de av antimateria med hjälp av jätteanläggningar som de vid CERN kan främja vår förståelse av materiens natur. En ny studie av Tasko Grozdanov från universitetet i Belgrad i Serbien och Evgeni Solov'ev från Institutet för kärnkraftsforskning nära Moskva i Ryssland har kartlagt energinivåerna i en exotisk form av helium som produceras på detta sätt. Detta jobb, som publiceras i EPJ D , har beskrivits av en kommentator som "... en ny juvel i skatten av vetenskapliga landvinningar inom atomfysikteori".

En atom av vanligt helium består av en kärna med två protoner och två neutroner omgiven av två elektroner. Experiment vid CERN har involverat att kollidera långsamma antiprotoner med dessa heliumatomer för att bilda en exotisk form av helium som kallas antiprotoniskt helium, där en av elektronerna ersätts med en antiproton (en partikel som en proton men med en elektrons negativa laddning). Således, en atom av antiprotoniskt helium är oladdad, som vanligt helium, men inkluderar en negativt laddad partikel som är över 1800 gånger tyngre än en elektron.

Antiprotoniska heliumatomer kan bara överleva i konfigurationer där antiprotonen inte kan "falla" in i kärnan och förintas. Tills nu, den enda allmänt studerade konfigurationen innebär att antiprotoner gör cirkulära banor runt kärnan, skyddas av den återstående elektronen. Grozdanov och Solov'ev beskriver en annan konfiguration, kallad en "frusen planet" tillstånd, där elektronen snabbt cirkulerar runt kärnan, genererar en potentiell brunn som fångar antiprotonen. Tidsperioden som antiprotonen kan förbli instängd i denna brunn beror på dess energi och avståndet från kärnan. Forskarna planerar att utöka sina studier till att omfatta liknande konfigurationer som roterar, som de föreslår kan vara mer mottagliga för experimentell forskning.