Die seltenste Substanz des Universums ist wohl das Quark-Gluon-Plasma oder so ähnlich. Dies ist eine Phase der Materie, die nur unter den intensivsten Temperaturen und Drücken erzeugt wird. Die meiste Zeit der ersten Millionstel Sekunde nach dem Urknall, dem explosiven Ereignis, das unser Universum erschuf, lag die gesamte Materie in Form eines Quark-Gluon-Plasmas vor. Quarks und Gluonen sind Teilchen, aus denen Nukleonen wie Neutronen und Protonen bestehen, die wiederum die Atome bilden, aus denen alle Materie besteht. Quarks sind die Teilchen mit Masse, während Gluonen die kraftvermittelnden Teilchen sind, die die Quarks „zusammenkleben“.
Obwohl das Quark-Gluon-Plasma derzeit ein Anwärter auf die seltenste Substanz im Universum ist, war es zu Beginn der normale Aggregatzustand. Ein Quark-Gluon-Plasma ist ein Bad aus fast freien Quarks und Gluonen, die typischerweise fest in Nukleonen eingeschlossen sind. Herkömmliche Nukleonen werden so eng zusammengehalten, dass selbst eine nukleare Explosion oder Temperatur und Druck im Kern der Sonne nicht ausreichen, um sie auseinander zu schütteln. Freie Quarks wurden noch nie beobachtet, und einige Physiker halten das Phänomen freier Quarks für physikalisch unmöglich.
Quark-Gluon-Plasma entsteht unter ungewöhnlichen Umständen außerhalb des Urknalls. Wir können es seit dem Jahr 2000 in Teilchenbeschleunigern mit riesigen Energiemengen, die auf schwere Ionen konzentriert sind, nach Belieben herstellen. Wir haben ungefähr zwei Jahrzehnte gebraucht, um es herzustellen, die seltenste Substanz, die wir kennen. Das Kunststück wurde am Teilchenbeschleuniger CERN in der Schweiz vollbracht. In jüngerer Zeit führt der Large Hadron Collider des CERN Experimente mit dem Quark-Gluon-Plasma durch.
Das Quark-Gluon-Plasma ist möglicherweise nicht die seltenste Substanz, wenn sich herausstellt, dass es in den Zentren extrem massereicher Sterne existiert. Einige Neutronensterne (die Überreste einiger der größten Supernovae) sind dichter als die Theorie vorhersagen würde, was einige Wissenschaftler vermuten lässt, dass es sich nicht um Neutronensterne, sondern um Quarksterne handelt. Neutronensterne haben einen Radius zwischen 10 und 20 km (6 – 12 Meilen), aber eine etwas größere Masse als die der Sonne. Im Gegensatz dazu hätten Quarksterne, falls sie existieren, einen Radius zwischen 3 und 9 km (2-6 Meilen) und eine Masse vergleichbar mit Neutronensternen, was sie zu den dichtesten Objekten im Universum macht. Der Supernova-Überrest RX J1856.5-3754, der der Erde am nächsten liegende Neutronenstern, ist ein potenzieller Kandidat für einen Quarkstern.
Es gibt andere Substanzen, die um den Titel der seltensten Substanz im Universum kämpfen. Dazu gehören die exotischen Teilchen, die bei Kollisionen mit sehr hochenergetischen kosmischen Strahlen erzeugt wurden, und andere exotische Teilchen, die zu Beginn des Universums existierten, aber seitdem nie mehr gesehen wurden. Antimaterie gilt nicht als die seltenste Substanz im Universum, da sie praktisch überall im Weltraum schwebend zu finden ist, wenn auch in sehr geringen Anteilen.