PUMA (antiProton Unstable Matter Annihilation) est une expérience compacte conçue pour acheminer des antiprotons de l'usine à antimatière du CERN jusqu'à l'installation ISOLDE du Laboratoire, afin d'étudier des phénomènes exotiques de la physique nucléaire. Les antiprotons sont les équivalents dans l'antimatière des protons, qui, avec les neutrons, forment le noyau des atomes.
L'expérience consiste en un piège à antiprotons comportant deux zones distinctes, et en un détecteur de particules. La première zone permet de stocker les antiprotons, tandis que la seconde mélange des antiprotons et des noyaux atomiques instables, produits à ISOLDE, qui se désintègrent trop rapidement pour être transportés. Le détecteur de particules enregistre le produit des annihilations des noyaux d'antiprotons se produisant dans la seconde zone.
Cette expérience doit renseigner les scientifiques sur les densités relatives des protons et des neutrons à la surface de ces noyaux. Grâce à ces densités, il serait possible de déterminer si les noyaux ont des caractéristiques exotiques, telles que d’épaisses « peaux » de neutrons, ou des « halos » étendus de protons ou de neutrons. Ces connaissances pourraient permettre de mieux comprendre les processus nucléaires en jeu à l’intérieur des étoiles à neutrons.
L’expérience PUMA a été approuvée en mars 2021 et devrait entrer en service en 2023.