في مكان ما فوق رؤوسنا، كل ثانية، يصطدم بروتون بالغلاف الجوي بطاقة أكبر بملايين المرات من طاقة البروتونات في مصادم الهادرونات الكبير. يضرب جزيء هواء، فينشأ شلال — زخة جوية عريضة من آلاف الجسيمات. يلتقط الفيزيائيون هذه الزخات بكاشفات أرضية، لكنهم حتى الآن لم يستطيعوا تحديد ما حدث في اللحظة الأولى بالضبط، عند نقطة الاصطدام الأول.

السبب أن تطور الزخة بعد ذلك يشبه الانهيار الجليدي: مهما اختلفت رقاقات الثلج الأولى، فإن التدفق المتدحرج إلى الأسفل يبدو متشابهًا. وهكذا هنا — بعد الاصطدام الأول، يتطور شلال الجسيمات وفق قوانين شبه عالمية، وتُمحى تفاصيل التفاعل الأولي.

لكن مؤلفي الدراسة الجديدة وجدوا رقمين يحفظان معًا ذكرى الاصطدام الأول. الأول: العمق الذي تصل عنده الزخة إلى أقصى حجم لها. الثاني: عدد الميونات، وهي أقارب ثقيلة للإلكترون، تصل إلى الأرض. اتضح أنه إذا نظرنا إلى كيفية تذبذب هاتين الكميتين من زخة إلى أخرى، فإن تذبذباتهما المشتركة تكشف بصمة كيفية توزيع البروتون الأولي لطاقته بين الجسيمات الثانوية. الأمر أشبه بأن نتمكن من معرفة الحجر الذي انطلق منه الانهيار الجليدي من شكل الانهيار نفسه.

الطريقة الجديدة لا تتطلب معرفة كل تفاصيل التفاعلات النووية المعقدة. تعتمد على أن الجزء الثاني من الزخة شبه عالمي، وأن كل عدم اليقين يتركز في الاصطدام الأول. أظهر المؤلفون أن الأخطاء الناتجة عن هذا التبسيط أقل من الفروق بين النماذج الحديثة، وهي مماثلة لدقة التجارب الحالية. وهذا يعني أن قياس هاتين الكميتين معًا يتيح اختبارًا مباشرًا لسلوك الجسيمات عند طاقات لا يمكن بلوغها على الأرض.

وهكذا أصبح لدى الفيزيائيين أداة جديدة — بلياردو كوني، حيث يمكن من توزيع الكرات بعد الاصطدام الحكم على الضربة الأولى بالعصا. وكلما التقطنا زخات أكثر، عرفنا بدقة أكبر مما تتكون أسرع الجسيمات في الكون.