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宇宙诞生之初，空间温度极高且密度极大，根本无法容纳原子的存在。甚至连构成原子核的质子和中子等基本成分，也无法在当时立即聚合。相反，刚出生的宇宙中充满了更小、更基本的构件——夸克和胶子，它们形成了一种流动顺畅的“汤”，被称为夸克-胶子等离子体（quark-gluon plasma）。

然而，随着宇宙不断膨胀，这种“汤”逐渐冷却。胶子将夸克粘合在一起形成了质子和中子，它们随后以气体的形式漂浮，而不再呈现等离子体状态。这种状态的改变标志着一次相变，其原理就像水可以在蒸气、液态水和固体冰之间转换一样。然而，这一深刻的原初相变的关键细节，例如其临界能量阈值和密度，长期以来一直是个谜。

这一局面在千禧年之交前后开始发生改变。当时，物理学家开始在位于纽约长岛布鲁克海文国家实验室的巨型粒子加速器中，让金离子以接近光速的速度相互碰撞。这些碰撞威力巨大，能够短暂地重新创造出大爆炸时期的夸克-胶子等离子体。如今，研究人员在分析这些碰撞产生的数据时，观察到一个意想不到的信号，为揭示数十亿年前宇宙相变过程提供了全新的线索。