Un gaz surchauffé sous des pressions de millions d'atmosphères — comme au centre de Jupiter ou à l'intérieur d'une cible laser — se comporte de manière subtile. Les électrons se détachent des atomes et forment un nuage commun qui se réorganise sans cesse. Pour calculer un tel état sur ordinateur, on résout habituellement des équations lourdes pour chaque électron. Les auteurs du nouveau programme Archē ont emprunté une autre voie : ils ne travaillent pas avec des particules individuelles, mais avec la densité moyenne de ce nuage.
L'astuce principale réside dans la réutilisation. Quand on fait des crêpes les unes après les autres, on n'a pas besoin de deviner à chaque fois comment la pâte va s'étaler : il suffit de regarder la crêpe précédente et d'ajuster légèrement la forme. Archē fait de même : elle prend la distribution des électrons du moment précédent et la transpose sur la nouvelle position des noyaux. Cela accélère le calcul de plusieurs fois. Le deuxième truc consiste à mélanger l'ancienne et la nouvelle densité dans une proportion qui donne l'image la plus stable.
Le code a été testé sur l'aluminium — un métal connu pour le papier d'aluminium de cuisine, mais ici chauffé à l'état des entrailles stellaires. Les résultats ont coïncidé avec des calculs bien plus complexes où l'on suit chaque électron. Il a fallu ajouter seulement une petite correction liée à la manière dont les électrons interagissent avec le cœur de l'atome. Le programme final fonctionne sur des cartes graphiques ordinaires et accomplit la tâche des dizaines de fois plus vite que des centaines de processeurs. Plus le plasma est chaud, plus le calcul est facile — contrairement aux méthodes traditionnelles qui ne font que ralentir avec la température.
Le plasma est l'état de la matière le plus répandu dans l'Univers : les étoiles, le gaz interstellaire et même la foudre en sont constitués.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan était constitué de plasma capable de comportements complexes — de tels codes pourraient modéliser sa dynamique.