عندما يضمحل الجسيم ψ(2S) إلى بروتون ومضاد بروتون، تعمل آليتان أساسيتان في وقت واحد: التفاعل القوي، الذي يعمل مثل الغراء الذي يمسك الكواركات داخل الهادرونات، والتفاعل الكهرومغناطيسي، الذي يصف تفاعل الجسيمات المشحونة مثل الضوء. مساهماتهما في سعة الاضمحلال تُجمع مع إزاحة طور نسبية معينة. يمكن تصور هذه الإزاحة على أنها لقاء موجتين من حجرين أُلقيا في بركة: إذا تزامنت قمة موجة مع قاع موجة أخرى، فإنهما تلغيان بعضهما البعض، وإذا تزامنت قمة مع قمة، فإنهما يعززان بعضهما. تحدد إزاحة الطور مدى قوة تداخل هاتين العمليتين، أي ما هي الاحتمالية الناتجة للاضمحلال.
في تجربة BESIII، التي تعمل على مصادم الإلكترون-بوزيترون في بكين، تم جمع البيانات عند طاقات تصادم من 3.58 إلى 3.71 GeV، وهي بالضبط في منطقة كتلة ψ(2S). قام العلماء بقياس عدد المرات التي تتولد فيها أزواج بروتون-مضاد بروتون، ومن شكل هذا الاعتماد، المسمى منحنى الرنين، استخرجوا الطور النسبي بين المساهمين القوي والكهرومغناطيسي. القيمة التي تم الحصول عليها للطور كانت 105.9° أو −105.3°. الاحتمالان ينشأان من التناظر، كما لو كان بإمكانك تدوير قرص الساعة بزاوية في اتجاه أو آخر والحصول على نفس الصورة.
في السابق، لم تكن هناك مثل هذه البيانات في هذه المنطقة من الطاقات، والآن تم ملء هذه الفجوة لأول مرة. قيم الطور التي تم الحصول عليها تتفق مع القياسات في قنوات اضمحلال أخرى لـ ψ(2S) ومع نتائج تجربة BaBar، مما يؤكد فرضية عالمية الطور، أي أن نفس الإزاحة تعمل لحالات نهائية مختلفة. هذا مهم لفهم كيفية انتقال التفاعل القوي إلى الكهرومغناطيسي على مقاييس الهادرونات، أي على مسافات من رتبة حجم البروتون.
كما تم الحصول على تقديرين لاحتمال اضمحلال ψ(2S) إلى بروتون-مضاد بروتون: (3.21±0.13)×10⁻⁴ و (3.47±0.19)×10⁻⁴. هذا يعني أنه من بين حوالي عشرة آلاف ميزون ψ(2S)، سوف يضمحل ثلاثة أو أربعة فقط إلى بروتون-مضاد بروتون. هذه الندرة تجعل القياس ذا قيمة خاصة: فهو يتطلب إحصاءات عالية وتحكمًا دقيقًا في الخلفية، أي فصل الإشارة عن الأحداث الدخيلة.
هذه النتيجة هي خطوة أخرى نحو فهم كيفية تنظيم الكواركات والغلوونات في الهادرونات وكيف تتعايش التفاعلات الأساسية المختلفة في عملية واحدة. إزاحة الطور بين المساهمين القوي والكهرومغناطيسي ليست مجرد رقم، بل نافذة على ديناميكيات التفاعل القوي على مسافات من رتبة حجم البروتون.
تبيَّن أن إزاحة الطور بين السعتين القوية والكهرومغناطيسية في اضمحلالات ψ(2S) قريبة من 106°، وهو ما يطابق تقريبًا القيمة التي قيست سابقًا لـ J/ψ — «الشقيق» الأخف للجسيم ψ(2S). ويشير هذا إلى آلية مشتركة لا تعتمد على كتلة الرنين.