مضاد البروتون هو توأم مرآة للبروتون: نفس الكتلة، لكن بشحنة سالبة. عندما يقترب من نواة الذرة، يمكن للجسيمات أن تفنى، متحولة إلى إشعاع. في تجربة PUMA في سيرن، يدرسون كيف تُلتقط مضادات البروتونات بواسطة النوى وتُشكل ذرات غريبة، تشبه الهيدروجين، لكن مع مضاد بروتون بدلاً من الإلكترون.
في العمل الجديد، حسب الفيزيائيون كيف يتفاعل مضاد البروتون مع نوى التريتيوم (بروتون واحد ونيوترونان) والهيليوم-3 (بروتونان ونيوترون واحد). لقد حلوا معادلات معقدة لأربعة أجسام لإيجاد إزاحات مستويات الطاقة وعروض هذه الحالات. وتبين أن النتيجة تعتمد بشدة على نموذج تفاعل النيوكليونات مع مضادات النيوكليونات — أي على كيفية انجذاب البروتونات والنيوترونات إلى مضاد البروتون.
ثم حسب العلماء كثافة الإفناء — أي أين بالضبط في النواة يصطدم مضاد البروتون بالنيوكليون في أغلب الأحيان. أظهرت المقارنة مع توزيع المادة النووية أن الإفناء يحدث بشكل رئيسي على محيط النواة، وليس في المركز الكثيف. هذا يشبه الشخص الذي يسير وسط حشد من الناس، فيلمس الناس على الأطراف أكثر حيث يكون المكان أوسع، وليس في وسط الزحام.
هذا الاستنتاج يساعد على فهم أفضل لكيفية تفاعل المادة المضادة مع المادة العادية، وقد يكون مفيداً لتجارب مستقبلية مع مضاد الهيدروجين.
في الذرة، يحل مضاد البروتون محل الإلكترون، لكن بسبب كتلته الكبيرة، فهو أقرب بكثير إلى النواة ويفنى بشكل أسرع.