Именно эта разница определила состав Вселенной. Когда протоны и нейтроны комбинировались друг с другом, образуя элементы в первые минуты после Большого Взрыва, количество возникающих вариантов зависело от разницы масс.

Нейтроны и протоны состоят из кварков. Протон состоит из двух верхних и одного нижнего, нейтрон – наоборот. Нижние кварки тяжелее – поэтому нейтрон весит больше протона. Каждый верхний кварк несет две трети положительного заряда, нижний – одну треть отрицательного. Так складывается заряд протона и нейтрона. Однако до сих пор неизвестны точные массы кварков. Результаты экспериментов как раз и могут прояснить тот вопрос. Теоретики изучат осколки от этих столкновений и скорость реакций чтобы понять, какая часть различий между верхними и нижними кварками обусловлена массой, а какая – электрическим зарядом. Из этого соотношения они надеются вывести массы кварков.

Различия между верхними и нижними кварками означают, что, предоставленный сам себе, более тяжелый нейтрон распадается, превращаясь в протон. После Большого Взрыва такая судьба выпала всем нейтронам, не вошедшим в состав ядер. Объединившись с отрицательно заряженными электронами, они и составили атомы водорода, ставшего топливом для звезд.

Физики искали способы получения пионов с 50-х годов. Для подобных реакций требуются строго определенные условия и высокие температуры – и даже в этих случаях удачи редки. Два месяца круглосуточной работы позволили группе из Индианы получить несколько десятков таких случаев.