ألقِ حصاتين في بركة ماء — ستنطلق من كل منهما دوائر، وسيظهر على سطح الماء قمم حيث تعزز الموجات بعضها البعض، وقيعان حيث تلغي بعضها. تقريبًا هكذا تتصرف البروتونات: إذا كان هناك اثنان، فإنهما يخلقان تموجًا مزدوجًا يتراكب ليشكل نمطًا مميزًا.
في التجربة الجديدة، تم توجيه شعاع من أيونات الهيدروجين — بروتونات منفردة وأزواج مرتبطة في جزيء — نحو سحابة من الهيليوم. عند الاصطدام، يمكن للأيون أن ينتزع إلكترونًا من الهيليوم وينحرف. قام الفيزيائيون بقياس الزوايا التي تتطاير بها هذه الجسيمات "المحدثة"، ورأوا: بالنسبة للجزيء المكوّن من بروتونين، يشبه المشهد ضوءًا مر عبر شقين ضيقين. أهداب السطوع والظلام هي تداخل، أثر يدل على أن الجزيء يعمل كشق مزدوج.
لفهم كيف يلتقط الجزيء الإلكترون بالضبط، قام المؤلفون "بالتقاط" نمط التداخل واستخلصوا منه مساهمة بروتون واحد — كما لو أنهم طرحوا تموج الحصاة الثانية من الرسم العام. اتضح أنه عندما يستقر الإلكترون الملتقط على مستوى الطاقة الأدنى، فإن "الشفق" المنفرد من البروتون والشفق المزدوج من الجزيء يعطيان أهدابًا بنفس العرض. ولكن إذا وقع الإلكترون على مستوى مثار، تتباعد الأنماط: يبدأ الجزيء في "التوهج" بشكل مختلف عن البروتون المنفرد.
هذه التقنية — تحليل نمط معقد إلى أجزاء بسيطة — تسمح بالنظر في آلية التقاط الإلكترون دون حسابات معقدة. إنها مثل تخمين شكل اليد من ظلها على الحائط: الظل مزدوج، لكن إذا كنت تعرف كيف تتشابك الأصابع، يمكنك طرح شكل واحد ورؤية الآخر.
الجزيء المكوّن من بروتونين هو أبسط جسم "ثنائي الشق" في الطبيعة: المسافة بين البروتونين حوالي 0.1 نانومتر فقط، لكن هذا يكفي لتظهر الطبيعة الموجية للجسيمات بكامل قوتها.