Les quarks top s'agglutinent comme des gouttes d'huile dans la soupe express
Les gouttes d'huile dans un bouillon bouillant ont tendance à se disperser, mais si on les fait entrer en collision très lentement, elles peuvent s'agglutiner un instant. Quelque chose de similaire se produit avec les quarks top, les briques de matière les plus lourdes connues. Dans les données de la deuxième période d'exploitation du Grand collisionneur de hadrons (2015–2018), le détecteur ATLAS a enregistré un excès net de paires quark top–antiquark top, produites presque sans mouvement relatif.
Cet excès correspond exactement à l'hypothèse avancée au milieu des années 1980 : si deux quarks top naissent très proches et avec une faible vitesse relative, l'interaction forte (échange de gluons) parvient à les maintenir ensemble pendant un temps comparable au temps de traversée d'un noyau atomique par la lumière. On obtient non pas un véritable atome lié, mais un « quasi-atome » éphémère — le toponium. Il se désintègre plus vite qu'un clin d'œil, mais laisse une trace nette sous la forme d'une distribution caractéristique des énergies. Les physiciens d'ATLAS ont vu cette trace et prévoient maintenant d'en mesurer la forme plus précisément afin de comprendre la force de la « colle » entre les quarks top au seuil de leur production.
Le quark top ne vit que 0,000000000000000000000005 seconde — c'est cent milliards de fois plus court que le temps qu'il faut à la lumière pour traverser un proton.