Au plus profond du Grand collisionneur de hadrons, des noyaux de plomb entrent en collision avec une telle violence qu'un instant, une matière plus chaude que le Soleil voit le jour. C'est le plasma de quarks et de gluons — une soupe des plus petits constituants de la matière, qui n'a existé que durant les premières microsecondes après le Big Bang. Les physiciens de l'expérience ALICE ont forcé ce plasma à se révéler : ils ont suivi des particules messagères qui s'échappent de la boule de feu.

Le messager principal était le pion neutre — une particule légère qui se désintègre aussitôt en deux photons. Ces photons sont captés par un calorimètre spécial, comme un filet à lumière. À côté du pion, les physiciens cherchaient d'autres particules chargées émises dans la même direction ou dans la direction opposée. Il s'est avéré que si le pion vole le long du plan de collision, ses compagnons sont bien visibles. Mais s'il vole perpendiculairement, on en voit nettement moins à proximité. Le plasma, telle une gelée épaisse, freine davantage les particules qui traversent son épaisseur.

Mais le plus intéressant restait à venir. Lorsque les compagnons du pion avaient une grande énergie — supérieure à 3 gigaelectronvolts — la différence entre les directions disparaissait. Cela signifie que les particules les plus rapides traversent le plasma presque sans perte, comme une balle perce un brouillard. Les théoriciens ont comparé les données avec le modèle JEWEL, qui décrit la perte d'énergie dans un milieu en expansion. Le modèle prédisait qu'il ne devrait y avoir aucune différence entre les directions. Or l'expérience l'a observée. Il existe donc dans le plasma un mécanisme d'extinction supplémentaire dont nous ignorons encore tout.

Ainsi, le plasma né d'un instant dans l'accélérateur raconte comment la matière s'est refroidie après le Big Bang. Chaque pion capturé est un pas vers la compréhension de pourquoi notre monde est fait de matière ordinaire et non de soupe de quarks.