根據一項新研究，大型重離子對撞機實驗(ALICE)合作組織首次觀察到質子和phi介子之間的剩餘強相互作用。在最近發表在《物理評論快報》上的一篇文章中，ALICE合作組織使用了一種被稱為femtoscopy的方法來研究兩個夸克和三個夸克粒子之間的剩餘相互作用。通過這一測量，首次觀察到了ɸ（phi）介子（奇怪的反奇異夸克）和質子（兩個上夸克和一個下夸克）之間的相互作用。
由於ɸ介子不帶電，質子和ɸ之間的相互作用不可能是電磁性的，只能歸因於剩餘強相互作用。強相互作用是將強子（如質子和ɸ介子）內部的夸克固定在一起的原因，而殘餘強相互作用是作用於強子之間的力量。這是一種將質子和中子以原子核的形式固定在一起的相互作用。
與質子和中子之間的殘餘強相互作用不同，可以在原子核這樣的穩定結合狀態下進行研究，而在粒子對撞中產生的不穩定強子之間的相互作用則非常難以觀察。在大型強子對撞機中，使用一種被稱為femtoscopy的方法發現它是可能的。大型強子對撞中的強子彼此之間產生的距離非常近，大約為10^-15米。這一尺度與殘餘強力的範圍相匹配，使強子在飛走之前有短暫的機會進行相互作用。因此，經歷了吸引性相互作用的一對強子會稍微靠近對方，而對於排斥性相互作用，則會發生相反的情況。通過對測量的粒子相對速度的詳細分析，可以清楚地觀察到這兩種效應。
對p-ɸ（質子-ɸ介子）相互作用的了解在核物理學中具有兩方面的意義。首先，這種相互作用是尋找部分恢復手征對稱性的一個錨點。作為強相互作用特徵的手征對稱性在自然界中被發現被打破，這種效應是造成質子和中子等強子的質量比構成它們的夸克的質量大得多的原因。因此，手征對稱性與質量本身的起源有關! 尋找恢復手征對稱性並揭示產生質量的機制的一個可能方法是研究在大型強子對撞中形成的緻密核物質中ɸ介子的性質的改變。然而，為了這個目的，首先必須了解真空中簡單的雙體p-ɸ相互作用。
第二個興趣點是，由於其奇怪的反奇異夸克的含量，ɸ介子被認為是重子（由三個夸克組成的強子）之間相互作用的可能載體，這些重子含有一個或多個奇異夸克，稱為超子（Y）。根據這種相互作用的強度，超子可能形成中子星的核心，而中子星是密度最大、最不為人所知的天體。直接測量Y-ɸ相互作用的強度雖然可行，但還沒有進行，但今天已經可以根據p-ɸ的發現，通過基本對稱性來估計這個數量。因此，測量p-ɸ相互作用可以間接了解中子星的Y-Y相互作用。
ALICE測量到的適度的相互作用強度為進一步研究核介質內的ɸ特性提供了定量參考，同時也轉化為中子星中超子之間可以忽略的相互作用。在即將到來的大型強子對撞機第3和第4次運行期間，將進行更精確的測量，使提取的參數的精度得到顯著提高，也使直接確定Y-ɸ相互作用成為可能。