夸克-膠子等離子體 (QGP) 或夸克湯是夸克和膠子在熱（局部動力學）和（接近）化學（豐度）平衡下相互作用的局部組裝。 等離子這個詞表示允許自由色荷。 在 1987 年的總結中，Léon van Hove 指出了這三個術語的等價性：夸克膠子等離子體、夸克物質和物質新態。 由于溫度高于 Hagedorn 溫度——因此高于光夸克質量的尺度——壓力表現出由溫度的四次方控制的相對論 Stefan-Boltzmann 格式 ( T 4 {\displaystyle T{4} } ) 和許多幾乎無質量的夸克和膠子成分。 可以說，QGP 的出現是強相互作用物質的新相，其物理性質表現為幾乎無質量的膠子和夸克的近自由動力學。 夸克和膠子都必須存在于接近化學（屈服）平衡的條件下，并且它們的色荷打開才能形成新的物質狀態，稱為 QGP。

在大爆炸理論中，夸克-膠子等離子體在我們所知的物質被創造出來之前就充滿了整個宇宙。 預測夸克-膠子等離子體存在的理論是在 20 世紀 70 年代后期和 80 年代初期發展起來的。 圍繞重離子實驗的討論緊隨其后，并在接下來的幾年里在 CERN 和 BNL 提出了xxx個實驗建議。 2000年，在歐洲核子研究中心的實驗室首次發現了夸克-膠子等離子體。

夸克-膠子等離子體是一種物質狀態，在這種狀態下，構成重子物質強子的基本粒子在極高的能量密度下彼此之間的強烈吸引力得以釋放。 這些粒子是構成重子物質的夸克和膠子。 在正常物質中，夸克是被限制的； 在 QGP 中，夸克是去限制的。 在經典量子色動力學 (QCD) 中，夸克是強子（介子和重子）的費米子成分，而膠子被認為是此類粒子的玻色子成分。 膠子是 QCD 色力的力載體或玻色子，而夸克本身就是它們的費米子物質對應物。

夸克-膠子等離子體的研究旨在重建和理解宇宙中普遍存在的高能量密度條件，當時物質在大爆炸后約 20 微秒從基本自由度（夸克、膠子）形成。 實驗小組正在“大”距離上探索（去）限制量子真空結構，即當今的相對論以太，它決定了物質的普遍形式和自然法則。 這些實驗讓我們深入了解物質和質量的起源：物質和反物質是在夸克-膠子等離子體“強子化”時產生的，而物質的質量起源于封閉真空結構。

QCD 是稱為標準模型的現代粒子物理學理論的一部分。 該理論的其他部分涉及電弱相互作用和中微子。 電動力學理論已經過測試，發現正確率為十億分之一。 弱相互作用理論已經過測試，發現千分之幾是正確的。 QCD 的微擾形式已經過測試，達到百分之幾。 微擾模型假定相對于基態的變化相對較小，即相對較低的溫度和密度，這以犧牲通用性為代價簡化了計算。 相比之下，QCD 的非微擾形式幾乎沒有經過測試。 對兼具高溫和高密度的QGP的研究，正是鞏固粒子物理宏大理論的努力的一部分。

QGP 的研究也是有限溫度場理論的試驗場，有限溫度場理論是理論物理學的一個分支，旨在了解高溫條件下的粒子物理學。 這些研究對于了解我們宇宙的早期演化很重要：前一百微秒左右。 它對于新一代宇宙觀測（WMAP 及其后繼者）的物理目標至關重要。 它也與尋求統一三種基本自然力（不包括引力）的大統一理論相關。

普遍接受的宇宙形成模型指出，它是大爆炸的結果。 在這個模型中，在大爆炸后 10?10–10?6 秒的時間間隔內，物質以夸克-膠子等離子體的形式存在。 可以在實驗室條件下重現當時存在的物質的密度和溫度，以研究極早期宇宙的特征。 到目前為止，xxx的可能性是兩個加速到超過 100 GeV 能量的重原子核的碰撞。