Au Grand collisionneur de hadrons, on ne fait pas seulement entrer en collision des protons, mais aussi des noyaux entiers d'atomes. Lorsque deux noyaux se percutent à une vitesse énorme, il se crée un volume minuscule de matière surchauffée — si chaude que les protons et les neutrons y fondent et se transforment en une « soupe » de quarks et de gluons. À travers cette soupe, comme à travers un milieu dense, se frayent un chemin des particules rapides.

Chaque particule perd de l'énergie comme une balle qui traverse l'eau : plus le chemin parcouru est long, plus le freinage est fort. Les physiciens de la collaboration CMS au Grand collisionneur de hadrons ont mesuré pour la première fois comment ce freinage dépend de la taille des noyaux en collision. Ils ont comparé des collisions de noyaux de néon, d'oxygène, de xénon et de plomb.

Les pertes d'énergie augmentent régulièrement avec la taille du noyau, comme si la particule traversait une portion de plus en plus longue de « soupe » dense. Les modèles simples qui ne tiennent compte que de l'état initial des noyaux ne peuvent pas expliquer ces pertes. En revanche, les modèles où la particule perd de l'énergie en cours de route décrivent parfaitement les données à haute énergie des particules.

Ce résultat est un pas de plus vers la compréhension des propriétés de la matière la plus chaude qu'on puisse créer sur Terre. Elle rappelle le milieu qui remplissait l'Univers dans les premières microsecondes après le Big Bang.