유럽입자물리연구소(CERN)의 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 원자핵 충돌과 강한 상호작용을 연구하는 국제 공동실험. 이름은 ‘A Large Ion Collider Experiment’의 약칭. 납처럼 무거운 원자핵을 충돌시켜 초기 우주의 극고온 물질과 비슷한 상태를 잠깐 만들고, 그 물질이 어떻게 흐르고 식어 오늘날의 입자로 바뀌는지 조사하는 실험. 보통 양성자와 중성자 안에서는 쿼크가 글루온이 매개하는 강한 힘에 묶여 있는 상태. 충분히 높은 온도와 에너지 밀도에서는 쿼크와 글루온이 개별 양성자·중성자 내부에 갇히지 않은 ‘쿼크·글루온 플라스마’ 형성. ALICE의 목적은 작은 공간에 만들어졌다가 곧 사라지는 이 물질의 성질을 알아내는 것으로, 우주 전체나 빅뱅 자체를 재현하는 실험과는 구분. 플라스마를 사진처럼 직접 찍는 대신, 충돌 뒤 튀어나오는 많은 입자의 궤적·종류·에너지를 측정해 이전 상태를 역추적하는 방식. 자기장 속에서 휘는 궤적과 기체 속 에너지 손실, 검출기까지 날아오는 시간 등을 함께 이용해 입자를 구별하는 구조. 내부추적기는 충돌점과 짧은 수명 입자의 붕괴 위치를, 시간투영챔버는 넓은 공간의 입자 궤적을 측정하는 핵심 장치. 1992년 중이온 전용 검출기 구상, 1993년 실험 의향서 제출, 1997년 설계·건설 승인으로 이어진 국제 협력. 2009년 첫 양성자 충돌과 2010년 첫 납 이온 충돌 이후 본격적인 자료 축적. 한국도 대학 연구진의 실험 참여와 함께 협력 의정서, 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 대규모 데이터 저장·처리 기반으로 기여. 대표 연구축은 플라스마의 집단적 흐름과 그 속을 지나는 고에너지 입자의 에너지 손실. 무거운 참·뷰티 쿼크를 포함한 입자와 쿼크·반쿼크 결합상태를 탐침으로 삼아, 뜨거운 물질이 얼마나 강하게 상호작용하는지 조사. ALICE는 앞선 실험이 확인한 거의 완전한 유체의 성질을 더 높은 충돌 에너지에서 시험하며 정밀 연구를 확장한 실험이지, 플라스마의 존재를 홀로 최초 발견한 실험은 아님. 연구 대상은 납 충돌에만 한정되지 않음. 양성자 충돌의 기묘한 입자 생성 증가, 여러 충돌계의 집단흐름, 산소·네온처럼 더 가벼운 원자핵의 충돌을 비교하여 플라스마가 형성되는 최소 조건을 탐구. 작은 충돌계의 결과는 플라스마 형성을 지지하는 단서와 다른 설명을 구분해야 하는 연구 문제로, 모든 양성자 충돌에서 같은 상태가 생긴다는 단정과는 구별. 반원자핵과 초핵의 생성·성질, 입자 사이 강한 힘, 참 쿼크의 데드콘 효과도 주요 성과. 반헬륨이 물질에 흡수되는 정도를 측정해 우주 반물질 탐색의 해석에 자료를 제공하며, 납이 극미량의 금 원자핵으로 바뀌는 전자기적 과정도 정량화. 우주·핵물리와 연결되지만 암흑물질 발견이나 실용적인 금 생산을 뜻하지는 않는 연구. 장기 정지 기간의 대규모 개량으로 새 실리콘 추적기와 연속 판독, 대용량 계산 체계를 도입하고 2022년 3차 운전에 진입. 2023년에는 약 120억 회 납 이온 충돌을 기록하여 희귀한 현상과 미세한 차이를 연구할 기반 확대. 2026년 6월 연구용 충돌 운전을 마친 뒤에도 기존 자료 분석과 차기 검출기 개량을 이어가는 장기 실험.