La réaction de fusion nucléaire se déroule au coeur des étoiles. À des températures extrêmes, de l’ordre de millions de degrés celsius, la matière se présente alors sous forme de plasma. Dans ce quatrième état de la matière où elle n’est ni solide, ni liquide, ni gazeuse, la matière est comparable à une « soupe » où noyaux et électrons ne sont plus liés et circulent librement. Bien que rare sur Terre, il s’agit de l’état le plus commun de la matière dans l’Univers. Dans un plasma, deux noyaux « légers » qui se percutent à grande vitesse peuvent fusionner, créant un noyau plus lourd. Lors de cette réaction, la masse des produits de fusion est inférieure à la somme des masses des éléments de départ : cette différence de masse est libérée sous forme d’énergie, selon la formule d’Einstein E=mc2 … énergie à l’origine de la chaleur qu’émet le Soleil.
Dans le coeur des étoiles, il faut faire appel à des réactions impliquant quatre noyaux d’hydrogène pour former des noyaux plus lourds, et libérer l’énergie de fusion de l’hydrogène en hélium.
