كوارك

الكوارك ( / ˈ k w ɔːrk , ˈ k w ɑːrk /​​​^{الكواركات (ⓘ} ) هي نوع منالجسيمات الأوليةومكون أساسيللمادة. تتحد الكواركات لتكوينجسيمات مركبةتُسمىالهادرونات، وأكثرها استقرارًا هيالبروتوناتوالنيوترونات، وهي مكوناتنواة الذرة. ^{[ 1 ]} تتكون جميع المواد المرئية عادةً من كواركات علوية، وكواركات سفلية،وإلكترونات. وبسبب ظاهرة تُعرف باسمالحصر اللوني، لا توجد الكواركات أبدًا منفردة؛ بل توجد فقط داخل الهادرونات، التي تشملالباريونات(مثل البروتونات والنيوترونات)والميزونات، أو فيبلازما الكواركات والغلوونات.[ ^{2 ] [ 3 ] [ ملاحظة 1 ]} لهذا السبب، استُمدّ الكثير مما هو معروف عن الكواركات من ملاحظات الهادرونات.

تتمتع الكواركات بخصائص جوهرية متنوعة ، تشمل الشحنة الكهربائية والكتلة وشحنة اللون والدوران . وهي الجسيمات الأولية الوحيدة في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التي تخضع للتفاعلات الأساسية الأربعة ، والمعروفة أيضًا بالقوى الأساسية ( الكهرومغناطيسية ، والجاذبية ، والتفاعل القوي ، والتفاعل الضعيف ) ، بالإضافة إلى كونها الجسيمات الوحيدة المعروفة التي لا تكون شحناتها الكهربائية مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية .

توجد ستة أنواع من الكواركات ، تُعرف باسم النكهات : العلوي ، والسفلي ، والساحر ، والغريب ، والقمة ، والقاع . ^{[ 4 ]} يتميز الكواركان العلوي والسفلي بأقل كتلة بين جميع الكواركات. تتحول الكواركات الأثقل بسرعة إلى كواركين علوي وسفلي من خلال عملية اضمحلال الجسيمات : وهي التحول من حالة كتلة أعلى إلى حالة كتلة أقل. لهذا السبب، يُعد الكواركان العلوي والسفلي مستقرين بشكل عام، وهما الأكثر شيوعًا في الكون ، بينما لا يمكن إنتاج الكواركات الغريبة والساحرة والقاع والقمة إلا في تصادمات عالية الطاقة (مثل تلك التي تشمل الأشعة الكونية وفي مسرعات الجسيمات ). لكل نكهة من نكهات الكواركات، يوجد نوع مقابل من الجسيمات المضادة ، يُعرف باسم الكوارك المضاد ، والذي يختلف عن الكوارك فقط في أن بعض خصائصه (مثل الشحنة الكهربائية) لها نفس المقدار ولكن بإشارة معاكسة .

اقترح الفيزيائيان موراي جيل مان وجورج زويج نموذج الكواركات بشكل مستقل عام 1964. ^{[ 5 ]} وقُدِّمت الكواركات كجزء من مخطط ترتيب الهادرونات، ولم يكن هناك دليل يُذكر على وجودها الفيزيائي حتى تجارب التشتت غير المرن العميق في مركز ستانفورد للمسرع الخطي عام 1968. ^{[ 6 ] [ 7 ]} وقد قدمت تجارب برنامج المسرع أدلة على وجود جميع النكهات الست. وكان كوارك القمة، الذي رُصد لأول مرة في مختبر فيرميلاب عام 1995، آخرها اكتشافًا. ^{[ 5 ]}

النموذج القياسي هو الإطار النظري الذي يصف جميع الجسيمات الأولية المعروفة . يحتوي هذا النموذج على ستة أنواع من الكواركات ( q )، وهي: العلوي ( u )، والسفلي ( d )، والغريب ( s )، والساحر ( c )، والقاعي ( b )، والعلوي ( t ). ^{[ 4 ]} تُسمى الجسيمات المضادة للكواركات بالكواركات المضادة ، ويُرمز لها بخط فوق رمز الكوارك المقابل، مثل u للكوارك المضاد العلوي. وكما هو الحال مع المادة المضادة بشكل عام، فإن للكواركات المضادة نفس الكتلة، ومتوسط ​​العمر ، والدوران المغزلي للكواركات المقابلة لها، ولكن الشحنة الكهربائية والشحنات الأخرى تكون معاكسة لها في الإشارة. ^{[ 8 ]}

الكواركات جسيمات ذات لف مغزلي يساوي 1/2 ، مما يعني أنها فرميونات وفقًا لنظرية الإحصاء المغزلي . وهي تخضع لمبدأ استبعاد باولي ، الذي ينص على أنه لا يمكن لفرميونين متطابقين أن يشغلا نفس الحالة الكمومية في الوقت نفسه . وهذا على عكس البوزونات (جسيمات ذات لف مغزلي صحيح)، التي يمكن لأي عدد منها أن يشغل نفس الحالة. ^{[ 9 ]} على عكس الليبتونات ، تمتلك الكواركات شحنة لونية ، مما يجعلها تتفاعل تفاعلًا قويًا . ويؤدي التجاذب الناتج بين الكواركات المختلفة إلى تكوين جسيمات مركبة تُعرف باسم الهادرونات (انظر قسم  التفاعل القوي والشحنة اللونية أدناه).

تُسمى الكواركات التي تُحدد الأعداد الكمومية للهادرونات بكواركات التكافؤ ؛ وبصرف النظر عنها، قد يحتوي أي هادرون على عدد غير محدد من كواركات " البحر " الافتراضية ، والكواركات المضادة، والغلوونات ، التي لا تؤثر على أعداده الكمومية. ^{[ 10 ]} توجد عائلتان من الهادرونات: الباريونات ، التي تحتوي على ثلاثة كواركات تكافؤ، والميزونات ، التي تحتوي على كوارك تكافؤ وكوارك مضاد. ^{[ 11 ]} أكثر الباريونات شيوعًا هي البروتون والنيوترون، وهما اللبنتان الأساسيتان لنواة الذرة . ^{[ 12 ]} يُعرف عدد كبير من الهادرونات (انظر قائمة الباريونات وقائمة الميزونات )، ويتم تمييز معظمها من خلال محتواها من الكواركات والخصائص التي تُضفيها هذه الكواركات المُكوِّنة. تم التكهن بوجود هادرونات "غريبة" تحتوي على عدد أكبر من كواركات التكافؤ، مثل رباعي الكواركات ( q q q q ) وخماسي الكواركات ( q q q q q )، منذ بدايات نموذج الكواركات ^{[ 13 ]،} ولكن لم يتم اكتشافها إلا في أوائل القرن الحادي والعشرين. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

تُصنَّف الفرميونات الأولية إلى ثلاثة أجيال ، يتألف كل منها من لبتونين وكواركين. يشمل الجيل الأول كواركات علوية وسفلية، والثاني كواركات غريبة وساحرة، والثالث كواركات سفلية وعلوية. باءت جميع محاولات البحث عن جيل رابع من الكواركات والفرميونات الأولية الأخرى بالفشل، ^{[ 18 ] [ 19 ]} وهناك أدلة غير مباشرة قوية تشير إلى عدم وجود أكثر من ثلاثة أجيال. ^{[ ملاحظة 2 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} تتميز الجسيمات في الأجيال الأعلى عمومًا بكتلة أكبر واستقرار أقل، مما يؤدي إلى تحللها إلى جسيمات من أجيال أدنى عن طريق التفاعلات الضعيفة . تُعد كواركات الجيل الأول (العلوية والسفلية) هي الأكثر شيوعًا في الطبيعة. لا يمكن تكوين الكواركات الأثقل إلا في تصادمات عالية الطاقة (مثل تلك التي تشمل الأشعة الكونية )، وتتحلل بسرعة. ومع ذلك، يُعتقد أنها كانت موجودة خلال الأجزاء الأولى من الثانية بعد الانفجار العظيم ، عندما كان الكون في مرحلة شديدة الحرارة والكثافة ( عصر الكواركات ). تُجرى دراسات الكواركات الأثقل في ظروف مُصطنعة، كما هو الحال في مُسرّعات الجسيمات . ^{[ 23 ]}

بفضل شحنتها الكهربائية وكتلتها وشحنتها اللونية ونكهتها، تُعدّ الكواركات الجسيمات الأولية الوحيدة المعروفة التي تشارك في جميع التفاعلات الأساسية الأربعة للفيزياء المعاصرة: الكهرومغناطيسية، والجاذبية، والتفاعل القوي، والتفاعل الضعيف. ^{[ 12 ]} الجاذبية ضعيفة جدًا بحيث لا تُؤثر على تفاعلات الجسيمات الفردية إلا عند مستويات طاقة قصوى ( طاقة بلانك ) ومسافات قصوى ( مسافة بلانك ). ومع ذلك، ولعدم وجود نظرية كمية ناجحة للجاذبية ، فإن النموذج القياسي لا يصف الجاذبية.

انظر إلى جدول الخصائص أدناه للحصول على نظرة عامة أكثر اكتمالاً لخصائص نكهات الكوارك الستة.

اقترح الفيزيائيان موراي جيل مان ^{[ 24 ]} وجورج زويج ^{[ 25 ] [ 26 ]} نموذج الكوارك بشكل مستقل عام 1964. ^{[ 5 ]} جاء هذا الاقتراح بعد فترة وجيزة من صياغة جيل مان عام 1961 لنظام تصنيف الجسيمات المعروف باسم " الطريق الثماني" - أو بتعبير أدق، " تناظر النكهة SU(3)" ، مما يُبسط بنيته. ^{[ 27 ]} وكان الفيزيائي يوفال نعمان قد طور بشكل مستقل مخططًا مشابهًا لـ"الطريق الثماني" في العام نفسه. ^{[ 28 ] [ 29 ]} وقدّم نموذج ساكاتا محاولة مبكرة لتنظيم المكونات .

عند ظهور نظرية الكواركات، كان " متحف الجسيمات " يضمّ عددًا كبيرًا من الهادرونات ، إلى جانب جسيمات أخرى. افترض غيل مان وزويج أنها ليست جسيمات أولية، بل تتكون من مزيج من الكواركات والكواركات المضادة. تضمن نموذجهما ثلاثة أنواع من الكواركات: العلوي ، والسفلي ، والغريب ، والتي نسبا إليها خصائص مثل اللف المغزلي والشحنة الكهربائية. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} كان رد فعل مجتمع الفيزياء الأولي على هذا الاقتراح متباينًا. وبرز جدلٌ خاص حول ما إذا كان الكوارك كيانًا فيزيائيًا أم مجرد تجريد يُستخدم لشرح مفاهيم لم تكن مفهومة تمامًا في ذلك الوقت. ^{[ 30 ]}

في أقل من عام، اقتُرحت امتدادات لنموذج غيل-مان-زويج. تنبأ شيلدون غلاشو وجيمس بيوركن بوجود نكهة رابعة للكواركات، أطلقوا عليها اسم " الكوارك الساحر" . وقد اقتُرحت هذه الإضافة لأنها سمحت بوصف أفضل للتفاعل الضعيف (الآلية التي تسمح للكواركات بالتحلل)، وساوت عدد الكواركات المعروفة مع عدد اللبتونات المعروفة ، واستلزمت صيغة كتلة تُعيد إنتاج كتل الميزونات المعروفة بدقة . ^{[ 31 ]}

أظهرت تجارب التشتت غير المرن العميق التي أُجريت عام 1968 في مركز ستانفورد للمسرع الخطي (SLAC) ونُشرت في 20 أكتوبر 1969، أن البروتون يحتوي على أجسام أصغر بكثير، تشبه النقاط، وبالتالي فهو ليس جسيمًا أوليًا. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 32 ]} تردد الفيزيائيون آنذاك في تحديد هذه الأجسام بشكل قاطع على أنها كواركات، وأطلقوا عليها اسم " بارتونات " - وهو مصطلح صاغه ريتشارد فاينمان . ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]} لاحقًا، تم تحديد الأجسام التي رُصدت في SLAC على أنها كواركات علوية وسفلية مع اكتشاف الأنواع الأخرى. ^{[ 36 ]} ومع ذلك، لا يزال مصطلح "بارتون" مستخدمًا كمصطلح جامع لمكونات الهادرونات (الكواركات، والكواركات المضادة، والغلوونات ) . حصل ريتشارد تايلور وهنري كيندال وجيروم فريدمان على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1990 لأبحاثهم في SLAC.

تم التحقق من وجود الكوارك الغريب بشكل غير مباشر من خلال تجارب التشتت في SLAC: لم يكن مجرد عنصر ضروري لنموذج جيل مان وزويغ ثلاثي الكواركات، ولكنه قدم تفسيراً لهادرونات الكاون ( K ) والبيون ( π ) التي تم اكتشافها في الأشعة الكونية في عام 1947. ^{[ 37 ]}

في ورقة بحثية نُشرت عام 1970، قدّم غلاشو وجون إيليوبولوس ولوسيانو ماياني آلية GIM (المُشتقة من الأحرف الأولى لأسمائهم) لتفسير عدم رصد التيارات المحايدة المُغيرة للنكهة تجريبيًا . تطلّب هذا النموذج النظري وجود كوارك السحر الذي لم يكن قد اكتُشف بعد . ^{[ 38 ] [ 39 ]} ارتفع عدد نكهات الكواركات المفترضة إلى ستة في عام 1973، عندما لاحظ ماكوتو كوباياشي وتوشيهيدي ماسكاوا أن الرصد التجريبي لانتهاك تناظر الشحنة الزوجية ^{[ nb 3 ] [ 40 ]} يُمكن تفسيره بوجود زوج آخر من الكواركات.

تم إنتاج كواركات السحر بشكل شبه متزامن من قبل فريقين في نوفمبر 1974 (انظر ثورة نوفمبر ) - أحدهما في مختبر SLAC بقيادة بيرتون ريختر ، والآخر في مختبر بروكهافن الوطني بقيادة صموئيل تينغ . وقد لوحظ ارتباط كواركات السحر بكواركات السحر المضادة في الميزونات. أطلق الفريقان على الميزون المكتشف رمزين مختلفين، J و ψ؛ ومن ثم، أصبح يُعرف رسميًا باسم ميزون J/ ψ . وقد أقنع هذا الاكتشاف أخيرًا مجتمع الفيزياء بصحة نموذج الكواركات. ^{[ 35 ]}

في السنوات اللاحقة، ظهرت عدة اقتراحات لتوسيع نموذج الكواركات ليشمل ستة كواركات. ومن بين هذه الاقتراحات، كانت ورقة حاييم هاراري المنشورة عام 1975 ^{[ 41 ]} أول من صاغ مصطلحي " القمة" و "القاع" للإشارة إلى الكواركات الإضافية. ^{[ 42 ]}

في عام 1977، رصد فريقٌ في مختبر فيرميلاب بقيادة ليون ليدرمان الكوارك السفلي . ^{[ 43 ] [ 44 ]} وكان هذا مؤشرًا قويًا على وجود الكوارك العلوي: فبدون الكوارك العلوي، لكان الكوارك السفلي بلا شريك. ولم يُرصد الكوارك العلوي نهائيًا إلا في عام 1995، وذلك أيضًا بواسطة فريقي CDF ^{[ 45 ]} و DØ ^{[ 46 ]} في مختبر فيرميلاب. ^{[ 5 ]} وكانت كتلته أكبر بكثير من المتوقع، ^{[ 47 ]} إذ تقارب كتلة ذرة الذهب . ^{[ 48 ]}

لبعض الوقت، كان جيل مان غير متأكد من التهجئة الفعلية للمصطلح الذي كان ينوي صياغته، حتى وجد كلمة quark في كتاب جيمس جويس عام 1939 بعنوان Finnegans Wake : ^{[ 49 ].}

– ثلاثة كواركات لعلامة ماستر! بالتأكيد ليس لديه الكثير من الكلام، وبالتأكيد أي كلام لديه فهو كله بعيد عن الهدف.

كلمة "كوارك" هي كلمة إنجليزية قديمة تعني "يُنعق" ^{[ 50 ]} ، والسطور المذكورة أعلاه تتحدث عن جوقة طيور تسخر من الملك مارك ملك كورنوال في أسطورة تريستان وإيزولت . ^{[ 51 ]} ومع ذلك، تنتشر أسطورة، خاصة في المناطق الناطقة بالألمانية، مفادها أن جويس استوحى الكلمة من كلمة "كوارك " ^{[ 52 ]} ، وهي كلمة ألمانية من أصل سلافي تُشير إلى جبن القريش ^{[ 53 ]} ، ولكنها أيضًا مصطلح عامي يُشير إلى "الهراء التافه". ^{[ 54 ]} وتقول الأسطورة إنه سمعها في رحلة إلى ألمانيا في سوق للمزارعين في فرايبورغ . ^{[ 55 ] [ 56 ]} ومع ذلك، يُدافع بعض المؤلفين عن احتمال أن تكون كلمة "كوارك" التي استخدمها جويس ألمانية الأصل . ^{[ 57 ]} تطرق جيل مان إلى مزيد من التفاصيل فيما يتعلق باسم الكوارك في كتابه الصادر عام 1994 بعنوان الكوارك والجاغوار : ^{[ 58 ]}

في عام ١٩٦٣، عندما أطلقتُ اسم "كوارك" على المكونات الأساسية للنيوكليون، كان لديّ الصوت أولًا، دون التهجئة، والتي كان من الممكن أن تكون "كورك". ثم، في إحدى قراءاتي المتقطعة لرواية " يقظة فينيغان" لجيمس جويس، صادفتُ كلمة "كوارك" في عبارة "ثلاثة كواركات من أجل ماستر مارك". وبما أن كلمة "كوارك" (التي تعني، على سبيل المثال، صرخة النورس) كان من الواضح أنها تُقصد لتتناغم مع كلمة "مارك"، وكذلك كلمة "نباح" وغيرها من الكلمات المشابهة، فقد كان عليّ أن أجد عذرًا لنطقها "كورك". لكن الكتاب يُمثل حلم صاحب حانة يُدعى همفري تشيمبدن إيرويكر. عادةً ما تُستقى الكلمات في النص من عدة مصادر في آنٍ واحد، مثل الكلمات المركبة في رواية " عبر المرآة " . من حين لآخر، تظهر في الكتاب عبارات مُحددة جزئيًا من خلال طلبات المشروبات في الحانة. لذا، جادلتُ بأن أحد المصادر المتعددة لهتاف "ثلاثة كواركات للسيد مارك" قد يكون "ثلاثة كوارتات للسيد مارك"، وفي هذه الحالة لن يكون نطق "كوارك" غير مبرر تمامًا. على أي حال، يتناسب الرقم ثلاثة تمامًا مع طريقة وجود الكواركات في الطبيعة.

فضل زويج تسمية الجسيم الذي افترضه باسم "آس" ، لكن مصطلحات جيل مان برزت بمجرد أن أصبح نموذج الكوارك مقبولاً على نطاق واسع. ^{[ 59 ]}

أُطلقت أسماء نكهات الكواركات لعدة أسباب. سُمّي الكوارك العلوي والسفلي نسبةً إلى مُكوّني الإيزوسبين العلوي والسفلي اللذين يحملهما. ^{[ 60 ]} سُمّيت الكواركات الغريبة بهذا الاسم لأنها اكتُشفت كمُكوّنات للجسيمات الغريبة التي اكتُشفت في الأشعة الكونية قبل سنوات من اقتراح نموذج الكواركات؛ واعتُبرت هذه الجسيمات "غريبة" نظرًا لعمرها الطويل غير المعتاد. ^{[ 61 ]} نُقل عن غلاشو، الذي شارك بيوركن في اقتراح كوارك السحر، قوله: "أطلقنا على تركيبنا اسم "الكوارك الساحر"، لأننا انبهرنا وسُرِرنا بالتناظر الذي أضفاه على عالم الجسيمات دون النووية." ^{[ 62 ]} اختير اسما "القمة" و"القاع"، اللذان صاغهما هاراري، لأنهما "شريكان منطقيان للكواركات العلوية والسفلية". ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 61 ]} من الأسماء البديلة للكواركات العلوية والسفلية "الحقيقة" و"الجمال"، ^{[ ملاحظة 4 ]} ولكن هذه الأسماء لم تعد شائعة الاستخدام. ^{[ 66 ]} في حين أن مصطلح "الحقيقة" لم يلقَ رواجًا، تُسمى مجمعات المسرعات المخصصة للإنتاج الضخم للكواركات السفلية أحيانًا " مصانع الجمال ". ^{[ 67 ]}

كما هو موضح في الديناميكا اللونية الكمومية ، يتوسط التفاعل القوي بين الكواركات الغلوونات، وهي بوزونات قياس متجهة عديمة الكتلة . يحمل كل غلوون شحنة لونية واحدة وشحنة مضادة للون. في الإطار القياسي لتفاعلات الجسيمات (جزء من صياغة أكثر عمومية تُعرف بنظرية الاضطراب )، يتم تبادل الغلوونات باستمرار بين الكواركات من خلال عملية انبعاث وامتصاص افتراضية . عند انتقال غلوون بين الكواركات، يحدث تغير في اللون في كليهما؛ على سبيل المثال، إذا انبعث من كوارك أحمر غلوون أحمر-مضاد للأخضر، فإنه يصبح أخضر، وإذا امتص كوارك أخضر غلوون أحمر-مضاد للأخضر، فإنه يصبح أحمر. لذلك، بينما يتغير لون كل كوارك باستمرار، يظل تفاعلهما القوي محفوظًا. ^{[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]}

بما أن الغلوونات تحمل شحنة لونية، فإنها قادرة على إصدار وامتصاص غلوونات أخرى. وهذا ما يُسبب الحرية التقاربية : فكلما اقتربت الكواركات من بعضها، ضعفت قوة الربط الكروموديناميكي بينها. ^{[ 91 ]} وعلى العكس، كلما زادت المسافة بين الكواركات، اشتدت قوة الربط. يصبح المجال اللوني مُجهدًا، تمامًا كما يُجهد الشريط المطاطي عند شده، ويتم توليد المزيد من الغلوونات ذات اللون المناسب تلقائيًا لتقوية المجال. فوق عتبة طاقة معينة، تتكون أزواج من الكواركات والكواركات المضادة . ترتبط هذه الأزواج مع انفصال الكواركات، مما يؤدي إلى تكوين هادرونات جديدة. تُعرف هذه الظاهرة باسم الحصر اللوني : فالكواركات لا تظهر أبدًا بشكل منفرد. ^{[ 92 ] [ 93 ]} تحدث عملية تكوين الهادرونات هذه قبل أن تتمكن الكواركات المتكونة في تصادم عالي الطاقة من التفاعل بأي طريقة أخرى. الاستثناء الوحيد هو كوارك القمة، الذي قد يتحلل قبل أن يتحول إلى هادرون. ^{[ 94 ]}

أطوار أخرى لمادة الكواركات

في ظل ظروف قاسية للغاية، قد تتحرر الكواركات من حالاتها المقيدة وتنتشر كإثارات "حرة" متوازنة حراريًا في الوسط المحيط. وخلال عملية الحرية التقاربية ، يضعف التفاعل القوي مع ارتفاع درجات الحرارة. وفي نهاية المطاف، يختفي حصر اللون فعليًا في بلازما شديدة الحرارة تتكون من كواركات وغلوونات حرة الحركة. تُسمى هذه الحالة النظرية للمادة بلازما الكواركات والغلوونات . ^{[ 99 ]}

إن الظروف الدقيقة اللازمة لحدوث هذه الحالة غير معروفة، وقد كانت موضوعًا للكثير من التكهنات والتجارب. وتشير التقديرات إلى أن درجة الحرارة المطلوبة هي عند(1.90 ± 0.02) × 10¹² ^كلفن . ^{[ 100 ]} على الرغم من عدم تحقيق حالة من الكواركات والغلوونات الحرة تمامًا (على الرغم من المحاولات العديدة التي قام بها مركز سيرن في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي)، ^{[ 101 ]} فقد قدمت التجارب الحديثة في مصادم الأيونات الثقيلة النسبية أدلة على وجود مادة كواركية شبيهة بالسوائل تُظهر حركة سائلة "شبه مثالية" . ^{[ 102 ]}

تتميز بلازما الكوارك-غلوون بزيادة كبيرة في عدد أزواج الكواركات الأثقل مقارنةً بعدد أزواج الكواركات العلوية والسفلية. ويُعتقد أنه في الفترة التي سبقت 10⁻⁶ ^ثانية من الانفجار العظيم ( عصر الكواركات )، كان الكون مليئًا ببلازما الكوارك-غلوون، نظرًا لارتفاع درجة الحرارة بشكلٍ كبيرٍ جدًا بحيث لا تسمح باستقرار الهادرونات. ^{[ 103 ]}

في ظل كثافات باريونية عالية بما يكفي ودرجات حرارة منخفضة نسبيًا - ربما تُضاهي تلك الموجودة في النجوم النيوترونية - يُتوقع أن تتحلل مادة الكواركات إلى سائل فيرمي من الكواركات ضعيفة التفاعل. يتميز هذا السائل بتكثف أزواج كوبر من الكواركات الملونة ، مما يؤدي إلى كسر التناظر المحلي SU(3) _c . ولأن أزواج كوبر من الكواركات تحمل شحنة لونية، فإن هذه المرحلة من مادة الكواركات ستكون فائقة التوصيل اللوني ؛ أي أن الشحنة اللونية ستكون قادرة على المرور من خلالها دون أي مقاومة. ^{[ 104 ]}