粒子（如電子）與反粒子（如電子）碰到一起，變成一束光，反之，一束強光也可從物理真空中打出粒子與反粒子。質子與中子等並非終極基本粒子，而是由更基本的“誇克”組成。誇克有六種“味”，即上誇克、下誇克、粲誇克、奇異誇克、頂誇克和底誇克。
它們不能脫離這些粒子而單獨存在，它們似乎被一種強大的力囚禁了起來。按照“口袋模型”（１９７４），粒子就如物理真空中運動的口袋，口袋裏裝有誇克，誇克間存在很微弱的相互作用，由一種叫做膠子的粒子傳遞。粒子衰變或破碎為兩種或兩種以上的其它粒子時，可看作一個口袋變成兩個或兩個以上的口袋。同樣，兩個或兩個以上的粒子聚合成一個大粒子，就相當於多個口袋合成一個大口袋。於是，在破碎和聚合過程中永遠找不到單個誇克。口袋的分解或聚合就如液體（如肥皂水）中氣泡的分解和合成。氣泡內氣體分子是自由運動的，大氣泡可以分解成小氣泡，小氣泡也可合並成大氣泡。若基本粒子如小氣泡，則物理真空就如液體。這種液體性質獨特，它隻能一對對地產生氣泡，或一對對地消失。按照口袋模型，口袋裏麵（或氣泡裏麵）叫做簡單真空，外麵是物理真空，這形成真空的兩種“相”。物理真空在一定條件下可變成簡單真空，就如日常生活中三相間的轉變一樣。固體受熱變液體，液體受熱變氣體，這些隻需幾百度或成千上萬度就可發生。溫度高達幾十萬、幾百萬或幾千萬度時，氣體原子就要解體，變成叫做離子的帶電粒子。同樣，溫度足夠高時，口袋也將解體，質子、中子等基本粒子不再是基本的物質形式，它們將成一鍋由誇克和膠子組成的高溫粥，稱為誇克—膠子等離子體，物理真空也就成了簡單真空。
計算機模擬實驗表明，物理真空熔化為簡單真空需２萬億度以上的高溫，這個熔化的物理真空也叫“熔融真空”。重原子核可以包含上百個質子和中子，其內空間正常狀態下是個很好的物理真空。科學家希望通過碰撞來加熱它，使其熔化，獲得簡單真空。目前在高能實驗室中，質子和原子核間的碰撞能量已達幾百兆電子伏特，這已相當於將原子核（局部）加熱到了幾萬億度，但由於質子（與原子核比較）太小，隻將原子核穿了一個洞，並未將整個原子核熔化。科學家正在設法利用重原子核間的碰撞來實現熔融真空。熔融真空實驗之所以重要，不僅在於它能直接檢驗關於基本粒子結構的一些理論假設，還在於其實驗結果可能有助於科學家理解宇宙的早期演化。
按照大爆炸模型，我們的宇宙始於約２００億年前的一次巨大爆炸。爆炸發生的一瞬間，溫度遠遠超過熔融真空所需溫度，故早期的宇宙應是誇克—膠子等離子體。隨著宇宙的膨脹，溫度逐漸降低，簡單真空轉化過程中，應存在由５０個或以上的誇克所組成的物質結構（通常的粒子隻包含２個或３個誇克）。熔融真空實驗是對這種早期宇宙演化的模擬，是一種理解宇宙演化的重要手段。為測量真空熔化時放出的大量粒子，需在非常小的錐體內同時測量上千個粒子。迄今還沒有人能夠在一次碰撞事例中測量上百個粒子。科學家即使使用他們最嫻熟的乳膠探測器，盡管其分辨率很高，也無能為力，它也不適宜於探測高能加速實驗中的誇克—膠子等離子體。這些困難經常困擾著科學家並激勵他們去解決。