Substansi yang paling langka adalah alam semesta mungkin adalah plasma quark-gluon atau sesuatu seperti itu. Ini adalah fase materi yang dihasilkan hanya di bawah suhu dan tekanan paling intens. Untuk sebagian besar sepersejuta pertama detik setelah Big Bang, peristiwa ledakan yang menciptakan alam semesta kita, semua materi berbentuk plasma quark-gluon. Quark dan gluon adalah partikel yang membentuk nukleon seperti neutron dan proton, yang pada gilirannya membentuk atom yang menyusun semua materi. Quark adalah partikel bermassa, sedangkan gluon adalah partikel perantara gaya yang “merekatkan” quark bersama-sama.
Meskipun plasma quark-gluon saat ini merupakan pesaing untuk zat paling langka di alam semesta, pada awalnya, itu adalah keadaan materi yang normal. Plasma quark-gluon adalah kumpulan quark dan gluon yang hampir bebas, yang biasanya terkunci rapat ke dalam nukleon. Nukleon konvensional terikat begitu erat sehingga bahkan ledakan nuklir atau suhu dan tekanan di inti Matahari tidak cukup untuk memisahkan mereka. Quark bebas tidak pernah diamati, dan beberapa fisikawan menganggap fenomena quark bebas secara fisik tidak mungkin.
Plasma kuark-gluon dibuat dalam beberapa keadaan yang tidak biasa di luar Big Bang. Kami telah mampu memproduksinya sesuka hati dalam akselerator partikel, menggunakan sejumlah besar energi yang difokuskan pada ion berat, sejak tahun 2000. Butuh waktu sekitar dua dekade untuk mencoba membuatnya, zat paling langka yang kami ketahui. Prestasi itu dicapai di akselerator partikel CERN di Swiss. Baru-baru ini, Large Hadron Collider CERN sedang melakukan eksperimen pada plasma quark-gluon.
Plasma quark-gluon mungkin sebenarnya bukan zat yang paling langka jika ternyata ada di pusat bintang yang sangat masif. Beberapa bintang neutron (sisa yang ditinggalkan oleh beberapa supernova terbesar) lebih padat daripada yang diperkirakan oleh teori, menyebabkan beberapa ilmuwan menduga bahwa ini sebenarnya bukan bintang neutron, tetapi sebenarnya bintang quark. Bintang neutron memiliki radius antara 10 dan 20 km (6 – 12 mil), tetapi massanya sedikit lebih besar dari Matahari. Sebaliknya, bintang quark, jika ada, akan memiliki radius antara 3 dan 9 km (2-6 mil) dan massa yang sebanding dengan bintang neutron, menjadikannya objek terpadat di alam semesta. Sisa supernova RX J1856.5-3754, bintang neutron yang paling dekat dengan Bumi, adalah salah satu kandidat potensial untuk menjadi bintang quark.
Ada zat lain yang memperebutkan gelar zat paling langka di alam semesta. Ini termasuk partikel eksotik yang tercipta di bawah tumbukan sinar kosmik berenergi sangat tinggi, dan partikel eksotik lainnya yang ada pada awal alam semesta tetapi belum pernah terlihat sejak saat itu. Antimateri tidak memenuhi syarat sebagai zat paling langka di alam semesta karena masih dapat ditemukan mengambang di ruang angkasa hampir di mana-mana, meskipun dalam proporsi yang sangat rendah.