La colle à l'intérieur du proton express
À l'intérieur du proton, ça bouillonne. Les quarks n'y sont pas simplement assis — ils sont collés par des particules messagères, les gluons (du mot anglais glue — colle). D'habitude, cette colle est étalée uniformément, comme du beurre sur une poêle. Mais quand les énergies deviennent énormes, les gluons commencent à se regrouper en amas. C'est ce qu'on appelle le condensat de gluons — un état superdense du champ de colle.
Un groupe de chercheurs dirigé par Zhu et Shen a montré qu'un tel condensat peut apparaître naturellement. Ils se sont appuyés sur une équation qui décrit comment les gluons se multiplient et interagissent. Dans cette équation, on a trouvé des solutions chaotiques : au lieu de se disperser, les gluons s'accumulent autour d'un certain seuil d'énergie. On obtient quelque chose comme un embouteillage — les particules ralentissent et s'accumulent en un point. Cet effet a été nommé synergie d'ombrage et de contre-ombrage.
Le plus inattendu, c'est le pont entre les mondes. On pensait auparavant que la physique des protons et l'astrophysique des hautes énergies étaient des univers différents. Désormais, le condensat de gluons devient un traducteur : ce qui se passe à l'intérieur d'un minuscule proton influence directement les signaux qui nous parviennent des profondeurs du cosmos. Si ce tableau se confirme, bien des particularités mystérieuses des spectres gamma devront être réexaminées — elles pourraient parler non pas de nouvelles particules, mais d'un nouvel état de la bonne vieille colle. Et cela intéresserait non seulement le cosmos, mais aussi la physique nucléaire, et même la physique des condensats.
Les gluons, contrairement aux quarks, n'ont jamais été observés isolément — ils sont toujours enfermés à l'intérieur des particules, comme des prisonniers. Le condensat de gluons est l'un des rares moyens de voir leur comportement collectif.
Dans le roman « Schismatrice » de Bruce Sterling, on décrit une civilisation qui manipule l'interaction forte ; le condensat de gluons pourrait devenir un outil pour des ingénieurs qui remodèlent la matière au niveau des quarks.