Lorsqu'un noyau lourd percute à très grande vitesse le gaz interstellaire, il se brise en morceaux. Ces morceaux — lithium, béryllium, bore — continuent leur route, et leur quantité dans le flux de rayons cosmiques dépend de la manière dont la désintégration s'est produite. On pensait généralement que, avec l'augmentation de l'énergie, les proportions devaient changer progressivement, comme le goût d'une soupe quand on ajoute de l'eau.
Mais le détecteur AMS-02 à bord de la Station spatiale internationale a montré autre chose. À partir d'une énergie d'environ 30 GV (ce qui correspond à accélérer une particule jusqu'à 0.999 fois la vitesse de la lumière), les rapports lithium/béryllium, béryllium/bore et lithium/béryllium cessent complètement de varier. Ils se figent, comme l'aiguille d'une balance lorsque les plateaux sont équilibrés. Cela ne correspond pas aux anciens modèles, où tout dépend d'une multitude de petits détails.
Les auteurs proposent de voir le processus autrement. Lorsqu'un noyau se fragmente, le reste est brutalement freiné — comme une voiture qui percute un mur. Lors d'un tel freinage, selon des idées proches de la physique des trous noirs, un échauffement se produit avec une température d'environ 5.6 à 5.8 MeV (soit des centaines de milliards de fois plus chaud que la température ambiante). En utilisant le rapport béryllium/bore comme étalonnage, ils obtiennent une température de 6.08 MeV — presque la même. Et cette température coïncide avec le seuil où la matière nucléaire cesse d'être un liquide pour devenir un gaz.
La vérification avec les rapports du lithium a confirmé : la pente des courbes devient nulle. Cela signifie qu'à haute énergie, il n'est pas nécessaire de prendre en compte la cuisine microscopique complexe — une seule température constante suffit. Une loi aussi simple pourrait grandement simplifier l'analyse des données et réduire les erreurs dans la détermination de la composition des rayons cosmiques.
Les proportions figées, c'est comme si, dans un flux rapide de débris, un midi éternel s'installait soudain : la température ne monte ni ne descend, mais se maintient à un niveau fixe, dicté par la géométrie même de la fragmentation.
La température de 5.8 MeV correspond à environ 67 milliards de degrés Celsius. Pour comparaison, au centre du Soleil, il ne fait qu'environ 15 millions de degrés.