美國最後的重型粒子對撞機盤踞在紐約州長島布魯克海文國家實驗室的松樹貧瘠之地和稀疏的附屬建築之下。相對論重離子對撞機（RHIC），正如其名稱所示，最近結束休眠，配備了新裝置，以揭示原子的秘密。
當涉及到粒子碰撞的能量時，RHIC 與歐洲的大型強子對撞機相比相形見絀——能量決定了碰撞是否會產生新的、奇異的粒子。但是，該機器堅持其相關性（以及美國能源部的資助），放棄對新事物的追求，轉而更仔細地觀察神秘的熟悉事物：構成原子核的夸克和膠子，從而構成所有可見物質的 99%，而關於這些物質，仍有若干事情尚不為人知。
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在典型的執行中，金原子核在 RHIC 的中央動脈中以光速的 99.995% 相反方向飛行，然後在兩個主要探測器 STAR 和 PHENIX 內部，以蚊子碰撞的能量猛烈撞擊在一起——物體的重量是它們的 10 萬億倍。碰撞瞬間產生一個數萬億度的“夸克-膠子等離子體”液滴——在這種物質中，夸克和膠子擺脫了它們的個性，形成一個單一的流動實體。正是在 2000 年代初的 RHIC，實驗首次明確地再現了這種奇異的液體，研究人員認為這種液體在宇宙的嬰兒期充滿了宇宙。
在 RHIC，等離子體液滴在冷卻並凝結成單個粒子之前，僅能存活大約十萬億分之一的十億分之一秒。
多年來的測量，以及利用等離子體與黑洞之間奇特的數學關係的計算，表明它是一種幾乎“完美”的液體，具有量子物理學允許的最低粘度（或內摩擦力）。
STAR 探測器控制室中的監視器顯示了金-金碰撞產生的碎片（也發生其他碰撞，例如質子-金和質子-質子碰撞）。
利用金原子核及其近 200 個組成質子和中子，科學家們採用霰彈槍方法來解決在量子尺度目標之間引發接觸的問題。一次碰撞可以產生數千個粒子。“這就像試圖從碎片中重建一個爆竹，”STAR 計算組的聯合負責人 吉恩·範布倫 說。
強力透過膠子的交換來傳遞，它將夸克結合成質子和中子，並將這些物體結合成原子核。但是，描述強力的方程非常難以求解，以至於物理學家對夸克-膠子動力學沒有完全的理解。例如，夸克-膠子等離子體液滴的形成速度比碰撞期間預期的要快得多。對於 2 月 10 日開始的 RHIC 第 15 次執行，科學家們升級了 PHENIX 探測器，配備了一種新型鎢-矽混合跟蹤裝置，以幫助探測來自碰撞粒子深處的膠子的輻射。“一種想法是我們對膠子分佈的看法是錯誤的，”PHENIX 科學家 芭芭拉·雅克 解釋說，她是加州大學伯克利分校的物理學教授。她說，超密集的膠子“場”，而不是離散的膠子，可能滲透到質子中。
作為世界上唯一的極化質子對撞機，RHIC 還旨在解決所謂的“自旋危機”，這是一個關於粒子的一種稱為“自旋”的特性的未解決問題。質子的三個夸克僅佔其自旋的五分之一，這表明大部分來自膠子的自旋以及夸克和膠子相互繞軌道執行。透過使質子在一定方向範圍內自旋時發生碰撞，科學家們希望確定其組成部分的自旋和軌道。
RHIC 的未來是不確定的，它僱用了 850 人，每年花費美國能源部約 1.6 億美元。在 2012 年一份為繼續運營辯護的 白皮書 中，科學家們認為“RHIC 正值盛年”，新的升級準備好回答核物理學的關鍵問題。然而，一個科學家小組 勉強建議關閉對撞機，以支援另外兩個競爭相同資金的核物理設施。到目前為止，所有三個實驗室都已入選，但 RHIC 的每次執行都可能是最後一次。
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