Le noyau atomique n'est pas une boule monolithique, mais un essaim dense de particules minuscules, les quarks, collés par une colle spéciale (l'interaction forte). Dans les noyaux légers, comme le calcium, cet essaim est simple : le nombre des deux sortes de quarks — up et down — est presque égal, comme le nombre de touches blanches et noires dans une octave. Les physiciens l'expliquent avec un modèle où les quarks se comportent comme des passagers dans un bus bondé : chacun a sa place, et il n'y a pas de siège vide.

Mais dans les noyaux lourds, l'équilibre se rompt. Le bus se remplit de plus en plus, et certains passagers doivent rester debout, serrés les uns contre les autres. Une image similaire est donnée par le modèle du sac modifié : les quarks sont enfermés dans une enveloppe élastique, et quand le noyau s'alourdit, l'enveloppe s'étire et la pression interne augmente. À un moment donné, le système devient instable — comme un ballon de baudruche sur le point d'éclater.

Le plus inattendu est de relier cette image à un trou noir. Il se trouve que les mathématiques décrivant le sac de quarks sont le miroir de celles d'un trou noir dans un espace courbe à cinq dimensions. La dynamique à l'intérieur d'un tel trou noir se reflète exactement sur le comportement des quarks dans notre monde. Cet étrange lien a permis non seulement de comprendre pourquoi le tableau de Mendeleïev s'arrête au plomb, mais aussi de prédire comment se désintègre la particule la plus légère faite de colle pure — le glueball.