لا يمكن رؤية البروتون ككرة بسيطة. إذا ضربته بفوتون، فقد يمتص الطاقة ويدخل في حالة مثارة — مثل الجرس الذي يبدأ بالرنين بتردد معين بعد الضربة. تسمى هذه الحالات بالرنينات النووية (nucleon resonances)، وهي تعيش لفترة قصيرة جداً قبل أن تتحلل إلى جسيمات أخرى.
في العمل الجديد، درس الفيزيائيون التفاعل الذي يصطدم فيه فوتون (جسيم الضوء) ببروتون وينتج ميزون η' (جسيم يتكون من كوارك وكوارك مضاد) وبروتون. قاموا بقياس ما يسمى بعدم تناظر حزمة الفوتونات — الفرق في عدد الأحداث عند استقطاب (اتجاه دوران) مختلف للفوتون. ولأول مرة، تمكنوا من الحصول على بيانات عند طاقات فوتون أعلى من 1.84 GeV. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على أدق المقاطع العرضية التفاضلية حتى اليوم — أي مدى تكرار خروج الجسيمات بزوايا مختلفة — خاصة عند الزوايا الخلفية جداً، عندما يطير η' تقريباً للخلف بالنسبة لاتجاه الفوتون.
سمحت هذه البيانات بتحسين سعات التشتت — الكميات الرياضية التي تصف كيفية تفاعل الجسيمات. أظهر التحليل أن اقتران نظام η' والبروتون بالرنين N(2250) قد يكون أقوى مما كان يعتقد سابقاً. N(2250) هو حالة مثارة للبروتون بكتلة حوالي 2250 MeV (أثقل بحوالي 2.4 مرة من البروتون العادي). الاقتران الأقوى يعني أن هذا الرنين يلعب دوراً أكثر أهمية في إنتاج ميزونات η'.
لفهم مدى صغر هذه التأثيرات، تخيل: طاقة الفوتون 1.84 GeV هي تقريباً الطاقة اللازمة لرفع 1 مليغرام إلى ارتفاع 1 نانومتر. والمقطع العرضي للتفاعل — احتمال التصادم — يبلغ حوالي 1 ميكروبارن، وهو أصغر بمليار مرة من مساحة المقطع العرضي للذرة. تتطلب مثل هذه القياسات إحصائيات هائلة وكواشف دقيقة.
الرنين N(2250) هو أحد أثقل الحالات المثارة المعروفة للبروتون، وكتلته أكبر بحوالي 2.4 مرة من كتلة السكون للبروتون.
في مسلسل «ستار تريك» يُذكر غالباً «الترددات الرنينية» لزعزعة استقرار الأجسام — في الفيزياء الحقيقية، تساعدنا رنينات الجسيمات على النظر داخل المادة.