Dix microsecondes après le Big Bang, l'Univers ressemblait à une casserole de bouillon bouillant. Des quarks et des gluons y flottaient — les particules qui, plus tard, s'assembleraient en protons et en neutrons. Le bouillon refroidissait, et à un moment donné, les quarks se sont collés en petits paquets — ces fameux protons et neutrons dont toute la matière visible est constituée.
Cette transition, c'est comme la cire fondue qui se fige en bougie. Sauf qu'au lieu de la cire, on a un plasma de quarks et de gluons, et au lieu d'une bougie, tout l'Univers observable. Les scientifiques ont appris à reproduire ce moment dans des accélérateurs en faisant entrer en collision des noyaux lourds à des vitesses énormes. Pendant un instant, une minuscule goutte de ce plasma primordial naît, et on peut observer comment elle refroidit et se solidifie.
Quarante ans d'expériences ont accumulé beaucoup de données. De nouvelles mesures montrent comment les particules naissent et comment leurs quantités varient d'une collision à l'autre. Ces fluctuations sont comme les tremblements de la cire qui se fige — elles permettent de déduire sa composition. En comparant les mesures avec les calculs, les physiciens affinent la carte de l'interaction forte — cette fameuse colle qui maintient les quarks ensemble.
À venir : de nouveaux accélérateurs et de nouvelles collisions. Ils aideront à comprendre comment le bouillon de quarks s'est exactement transformé en la matière dont sont faites les étoiles, les planètes et nous-mêmes. Cette fameuse casserole de bouillon continue de mijoter — désormais dans des laboratoires du monde entier.
Dans les premières microsecondes après le Big Bang, tout l'Univers observable avait la taille d'une petite ville, mais pesait autant que toutes les galaxies réunies.
Dans le roman de Greg Egan « L'Échelle de Schild », on explore des états exotiques de la matière qui rappellent le plasma de quarks et de gluons.