夸克-胶子等离子体（quark-gluon plasma）
/ kwork-GLOO-on /
通常情况下，夸克绝不会单独出现。强相互作用把它们牢牢锁在质子、中子和其他粒子里，紧到从没有人见过一个夸克在外面自由游荡——这条规则叫禁闭。但有一种极端条件能砸开这座监狱：把物质加热到足够热，或挤压到足够密，质子和中子本身就会熔化，化作一锅翻腾的液体，其中的夸克和胶子从它们平日的牢笼里被释放了出来。这种物质状态叫夸克-胶子等离子体，人们认为它正是整个宇宙在最初百万分之一秒里的构成。
要理解为什么热能熔化禁闭，得记住强相互作用很反常：它对夸克的束缚，随着距离拉远反而越紧，这正是夸克在常温下永远逃不出质子的原因。但在极高的温度下，夸克和胶子被挤得如此之近、运动得如此剧烈，以至于它们不再隶属于任何单个粒子——它们作为一个集体来回晃荡，就像一颗颗水珠融成一整片水体。物理学家在地球上重现这种状态的办法，是在加速器里把金或铅这样的重原子核以接近光速对撞。在转瞬即逝的一刹那，碰撞热到足以形成一小滴、寿命极短的夸克-胶子等离子体，随后它便冷却、重新冻结回普通粒子。
研究夸克-胶子等离子体之所以重要，有两个理由。其一，它是一扇直接窥探强相互作用的窗口，所观照的区域是其他任何手段都探不到的，它在量子色动力学方程最难求解的地方检验这一理论。其二，它让我们能够在微缩尺度上，重现新生宇宙实实在在的物质。一个重大的意外是：这团等离子体的行为不像稀薄的气体，反而像一种近乎完美的液体，内部摩擦小得惊人地流动——这个结果没有人完全预言到，它重塑了物理学家对强相互作用物质的思考方式。
当铅原子核在大型强子对撞机里迎头相撞时，那团火球的温度超过一万亿度——比太阳中心还热几十万倍——并短暂地形成一滴夸克-胶子等离子体，直径只有几万亿分之一万亿分之一米。
把质子熔化，就能释放它的夸克——只是短暂的一瞬。
即便在夸克-胶子等离子体里，夸克也不像真空中的电子那样真正"自由"——它们仍然淹没在一大群其他夸克和胶子的稠密人潮里。禁闭是被压垮了，而非被关掉了；一旦等离子体冷却，被释放的夸克立刻又重组成普通粒子。