Aux premiers stades de l'Univers, les quarks et les gluons ont été rapidement confinés aux protons et aux neutrons qui ont ensuite formé des atomes. Avec des accélérateurs de particules atteignant des niveaux d'énergie de plus en plus élevés, l'opportunité d'étudier cet état primordial éphémère de la matière est enfin arrivée.

Le plasma quark-gluon (QGP) est un état de la matière qui n'a existé que très peu de temps au tout début de l'Univers, ces particules étant rapidement regroupées pour former les protons et les neutrons qui composent la matière quotidienne qui nous entoure. Le défi de comprendre cet état primordial de la matière incombe aux physiciens qui exploitent les accélérateurs de particules les plus puissants du monde. Une nouvelle édition spéciale de Thèmes spéciaux du European Physical Journal intitulé "Quark-Gluon Plasma and Heavy-Ion Phenomenology" édité par Munshi G. Mustafa, Institut Saha de physique nucléaire, Calcutta, Inde, rassemble sept articles qui détaillent notre compréhension du QGP et des processus qui l'ont transformé en matière baryonique qui nous entoure au quotidien.

"Le plasma quark-gluon est la matière déconfinée à interaction forte qui n'a existé que brièvement dans l'univers primitif, quelques microsecondes après le Big Bang, " dit Mustafa. " La découverte et la caractérisation des propriétés du QGP restent parmi les efforts internationaux les mieux orchestrés en physique nucléaire moderne. " Mustafa souligne que la phénoménologie des ions lourds fournit un outil très fiable pour déterminer les propriétés du QGP et en particulier, la dynamique de son évolution et de son refroidissement.

Les améliorations apportées aux collisionneurs tels que le collisionneur d'ions lourds relativistes (RHIC) et le grand collisionneur de hadrons (LHC) ont radicalement augmenté les niveaux d'énergie pouvant être atteints par les collisions de noyaux lourds à des vitesses proches de la lumière, les alignant sur ceux de l'univers naissant. . De plus, les futures expériences à l'installation de recherche sur les antiprotons et les ions (FAIR) et à l'installation de collisionneur d'ions à base de nucléotrons (NICA) généreront une mine de données sur le QGP et les conditions dans l'univers primitif.

"Cette collection arrive à point nommé car elle appelle à une meilleure compréhension théorique des propriétés des particules de la matière déconfinée chaude et dense, qui reflètent à la fois les propriétés statiques et dynamiques de QGP, " explique Mustafa. " Cette meilleure compréhension théorique du plasma quark-gluon et de la phénoménologie des ions lourds est essentielle pour découvrir les propriétés du QGP putatif qui occupait l'univers entier, quelques microsecondes après le Big Bang."

Mustafa souligne que cette meilleure compréhension devrait également ouvrir la porte à la compréhension de l'équation d'état de cette matière en interaction forte et préparer la plate-forme à explorer la théorie de la transition quark-hadron et la thermalisation possible du QGP. Cela pourrait à son tour nous aider à comprendre les étapes qui ont conduit de QGP à la matière baryonique quotidienne qui nous entoure.

"Les quarks et les gluons qui formaient les neutrons et les protons y étaient confinés, quelques microsecondes après le Big Bang, " conclut Mustafa. " C'est la première fois qu'on les voit se libérer de leur enfermement éternel ! "