夸克-胶子等离子体是一种极热且致密的物质状态，其中基本成分——夸克和胶子——并不像构成原子核的质子和中子那样被限制在称为强子的复合粒子内。这种物质的特殊阶段被认为存在于早期宇宙中，可以在大型强子对撞机(LHC)中在铅核之间的碰撞中重现。

LHC国际ALICE合作的一项新分析调查了同样在这些碰撞中产生的粲夸克及其反物质对应物的不同束缚态如何受到夸克-胶子等离子体的影响。这些结果为研究在夸克-胶子等离子体的极端温度和密度条件下的强相互作用(自然界的四种基本力之一)开辟了新途径。

粲夸克和粲反夸克的束缚态，称为charmonia或隐藏粲粒子，通过强相互作用结合在一起，是夸克-胶子等离子体的极好探针。在等离子体中，由于这种物质形式中存在的大量夸克和胶子的“筛选”，它们的产生受到抑制。

屏蔽，因此抑制，随着等离子体的温度而增加，预计会在不同程度上影响不同的charmonia。例如，ψ(2S)态的产生比J/ψ态的弱束缚和质量大20%的10倍，预计比J/ψ态更受抑制。

这种分级抑制并不是夸克-胶子等离子体中charmononia的唯一命运。等离子体中大量的粲夸克和反夸克——在正面碰撞中多达约一百个——也产生了一种称为重组的机制，它形成了新的粲夸克，并在一定程度上抵消了抑制。

这一过程预计取决于charmonia的类型和动量，在等离子体演化后期可能通过重组产生结合更弱的charmonia，而具有最低(横向)动量的charmonia具有最高的复合率。

以前的研究使用来自CERN的超级质子同步加速器和随后来自大型强子对撞机的数据，表明ψ(2S)态的产生确实比J/ψ的产生更受抑制。ALICE之前也提供了J/ψ生产中重组机制的证据。但是，到目前为止，还没有对低粒子动量下ψ(2S)产生的研究足够精确，无法在这种动量状态下提供结论性结果，从而无法获得ψ(2S)产生的完整图景。

根据2015年和2018年收集的大型强子对撞机的铅-铅碰撞数据，ALICE合作现已报告了将ψ(2S)产量降至零横向动量的首次测量。

测量结果表明，无论粒子动量如何，ψ(2S)状态的抑制程度大约是J/ψ的两倍。这是第一次在大型强子对撞机的总产量中观察到明确的抑制等级。大型强子对撞机合作团队之前曾报道过类似的观察结果，即底夸克及其反夸克的束缚态。

当进一步研究作为粒子动量的函数时，可以看到ψ(2S)抑制朝着较低的动量减少。ALICE先前观察到的J/ψ状态的这一特征是重组过程的特征。

未来使用从7月开始的LHCRun3的数据对这些和其他charmononia进行更高精度的研究，可能会导致对隐藏魅力粒子的修改以及因此将它们结合在一起的强相互作用有明确的了解，在夸克-胶子等离子体的极端环境中。