Une poignée de sable pesant le poids d'une petite montagne — c'est à peu près ce que sont les strangelets, de minuscules amas de « matière étrange » de quarks, où les particules sont compressées à des densités inimaginables. Dans une nouvelle étude, des astrophysiciens ont vérifié si de tels objets pouvaient exister dans la nature et à quoi ils ressembleraient.
Ils se sont basés sur un modèle où les quarks sont enfermés dans un « sac » — c'est ainsi que les physiciens appellent les forces qui empêchent les quarks de se disperser. Pour les petites gouttes, les effets de surface sont importants : comme dans une goutte d'eau, où les molécules à la frontière se comportent différemment de celles à l'intérieur. Ensuite, à l'aide d'une analyse bayésienne, ils ont passé en revue des millions de variantes pour trouver les combinaisons où la matière étrange reste stable et ne se désintègre pas en protons et neutrons ordinaires. Il s'avère que les strangelets stables ne peuvent être que légers : leur masse ne dépasse pas un dixième de celle du Soleil, et leur rayon est de quelques milliers de kilomètres, comme une planète géante.
Le plus intéressant commence lorsque l'objet tourne rapidement. Les auteurs ont construit un modèle incluant la thermodynamique relativiste — en substance, ils ont pris en compte le fait qu'à grande vitesse, l'énergie du mouvement crée aussi de la gravité. La rotation gonfle le strangelet à l'équateur, le rendant plus « dodu » et le déplaçant vers la zone où les astronomes trouvent déjà des exoplanètes massives. Cependant, même le strangelet le plus gonflé reste des centaines de fois plus dense qu'une planète ordinaire. Entre eux, il y a un véritable gouffre qu'aucun objet connu ne peut combler.
Si les strangelets existent, on pourra les distinguer des planètes et des naines brunes par leur densité. Les futurs relevés du ciel, qui surveillent les microlentilles (lorsque la gravité d'un objet courbe la lumière d'une étoile lointaine), pourront attraper ces « gouttes » superdenses. Pour l'instant, ils restent hypothétiques, mais leur recherche est une chasse à une nouvelle forme de matière qui pourrait se cacher juste sous notre nez, dans les confins sombres de la galaxie. Et alors, une poignée de sable pesant le poids d'une montagne cessera d'être une simple métaphore.
La matière étrange de quarks pourrait être si stable qu'au contact de la matière ordinaire, elle la transforme en elle-même — comme la glace qui gèle l'eau d'un simple contact.
Dans le roman « Strange Quarks » d'Alastair Reynolds, un artefact extraterrestre en matière étrange menace de transformer toute la Terre en une boule de quarks.