สารที่หายากที่สุดในจักรวาลคืออะไร?

สารที่หายากที่สุดคือจักรวาลน่าจะเป็นพลาสมาควาร์ก - กลูออนหรืออะไรทำนองนั้น นี่เป็นขั้นตอนของสสารที่เกิดขึ้นภายใต้อุณหภูมิและแรงกดดันที่รุนแรงที่สุดเท่านั้น สำหรับหนึ่งในล้านแรกของวินาทีหลังจากบิกแบงเหตุการณ์ระเบิดที่สร้างจักรวาลของเราทุกเรื่องอยู่ในรูปของพลาสมาควาร์ก - กลูออน ควาร์กและกลูออนเป็นอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นนิวคลีออนเช่นนิวตรอนและโปรตอนซึ่งประกอบกันเป็นอะตอมที่ประกอบด้วยสสารทั้งหมด ควาร์กเป็นอนุภาคที่มีมวลในขณะที่กลูออนเป็นอนุภาคแรงตัวกลางที่ "กาว" ควาร์กเข้าด้วยกัน

แม้ว่าพลาสม่าควาร์ก - กลูออนในปัจจุบันเป็นคู่แข่งของสสารที่หายากที่สุดในเอกภพในช่วงแรกมันเป็นสภาวะปกติของสสาร พลาสมาของควาร์กกลูออนเป็นอ่างอาบน้ำของควาร์กและกลูออนฟรีเกือบทั้งหมด นิวเคลียสธรรมดานั้นมีการยึดติดกันอย่างแน่นหนาแม้กระทั่งการระเบิดของนิวเคลียร์หรืออุณหภูมิและความดันที่แกนกลางของดวงอาทิตย์ก็ไม่เพียงพอที่จะทำให้พวกมันแตกสลาย ไม่เคยสังเกตควาร์กอิสระและนักฟิสิกส์บางคนคิดว่าปรากฏการณ์ควาร์กฟรีเป็นไปไม่ได้ทางร่างกาย

พลาสมา Quark-gluon ถูกสร้างขึ้นในสถานการณ์ที่ผิดปกตินอก Big Bang เราสามารถผลิตได้ตามความต้องการในเครื่องเร่งอนุภาคโดยใช้พลังงานจำนวนมากที่มุ่งเน้นไปที่ไอออนหนักนับตั้งแต่ปี 2000 มันใช้เวลาประมาณสองทศวรรษในการสร้างมันขึ้นมาซึ่งเป็นสารที่หายากที่สุดที่เรารู้จัก ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นที่เครื่องเร่งอนุภาค CERN ในสวิตเซอร์แลนด์ เมื่อไม่นานมา Hadron Collider ขนาดใหญ่ของ CERN กำลังทำการทดลองบนพลาสมาควาร์ก - กลูออน

พลาสมาของควาร์กกลูออนอาจไม่ได้เป็นสารที่หายากถ้ามันมีอยู่ในใจกลางของดาวมวลสูงมาก ดาวนิวตรอนบางส่วน (ส่วนที่เหลือจากซุปเปอร์โนวาที่ใหญ่ที่สุดบางแห่ง) มีความหนาแน่นมากกว่าที่ทฤษฎีคาดการณ์ไว้ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ดาวนิวตรอนจริง ๆ แต่จริงๆแล้วเป็นดาวควาร์ก ดาวนิวตรอนมีรัศมีระหว่าง 10 ถึง 20 กม. (6 - 12 ไมล์) แต่มวลมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย ในทางกลับกันถ้าเป็นดาวควาร์กจะมีรัศมีระหว่าง 3 ถึง 9 กม. (2-6 ไมล์) และมวลที่เปรียบเทียบกับดาวนิวตรอนได้ทำให้วัตถุเหล่านี้มีความหนาแน่นมากที่สุดในเอกภพ ซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่ RX J1856.5-3754 ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดเป็นหนึ่งในผู้ที่มีศักยภาพในการเป็นดาวควาร์ก

มีสารอื่น ๆ ที่ต่อสู้เพื่อชื่อของสารที่หายากในจักรวาล สิ่งเหล่านี้รวมถึงอนุภาคแปลกใหม่ที่สร้างขึ้นภายใต้การชนกันของรังสีคอสมิกพลังงานสูงและอนุภาคแปลกประหลาดอื่น ๆ ที่มีอยู่ในยามรุ่งอรุณของจักรวาล แต่ไม่เคยเห็นมาก่อน ปฏิสสารไม่ได้จัดว่าเป็นสารที่หายากที่สุดในจักรวาลเพราะมันยังสามารถพบลอยอยู่ในอวกาศได้ทุกที่แม้จะอยู่ในสัดส่วนที่ต่ำมาก