Estado de la materia en el que protones y neutrones se disuelven en un mar de quarks.La materia de quarks es un estado de la materia en el que los protones y neutrones —las partículas que componen los núcleos atómicos— se disuelven en sus quarks constituyentes. En condiciones normales, los quarks están permanentemente confinados dentro de los hadrones por la fuerza fuerte, pero a temperaturas o densidades extremadamente altas, este confinamiento se rompe. El resultado es un mar denso e interactuante de quarks y gluones, a menudo llamado plasma de quarks y gluones.
El concepto de desconfinamiento de quarks fue propuesto en la década de 1970, con trabajos teóricos tempranos de John Collins y Malcolm Perry (1975) y, de forma independiente, por otros, que sugerían que a densidades suficientemente altas la materia podría existir como un gas de quarks. El término 'plasma de quarks y gluones' se acuñó más tarde, y las búsquedas experimentales comenzaron en la década de 1980.
A energías ordinarias, la fuerza fuerte une a los quarks en tripletes (bariones como protones y neutrones) o en pares (mesones). Cuando la densidad de energía supera un umbral crítico —aproximadamente unos pocos cientos de MeV por femtómetro cúbico— el vacío mismo cambia y los quarks se desconfinan. Esta transición es análoga a la fusión de un sólido en un líquido: los hadrones se 'derriten' en un plasma de sus constituyentes.
La materia de quarks se estudia en colisionadores de iones pesados como el LHC y el RHIC, donde se hacen chocar núcleos de oro o plomo para recrear condiciones del universo temprano, ayudando a los físicos a comprender la fuerza fuerte y la evolución del cosmos.
Las estrellas de neutrones pueden tener núcleos compuestos de materia de quarks, lo que las convierte en los objetos observables más densos del universo.
