Un proton percute un noyau de deutérium — un petit assemblage d'un proton et d'un neutron. Autrefois, on décrivait ces collisions avec des équations où le temps s'écoulait de la même façon pour tout le monde, comme dans la vie courante. Mais lorsque les particules sont accélérées à des vitesses proches de celle de la lumière, le temps ralentit pour elles et les longueurs se contractent. C'est comme si deux coureurs sur un stade mesuraient la distance avec des règles différentes.
Les physiciens ont pris deux ensembles de règles : l'ancien, newtonien, et le nouveau, relativiste, qui tient compte de la courbure du temps. Ils ont calculé comment le proton se disperse sur le noyau de deutérium à différentes énergies. Il s'avère qu'à une énergie de 135 MeV (c'est comme si le proton était accéléré à 15 % de la vitesse de la lumière), la différence est visible lorsque le proton rebondit vers l'arrière. Et à des énergies supérieures à 300 MeV, des écarts apparaissent aussi dans la façon dont les particules tournent — leur polarisation.
Le résultat ressemble à une carte avec deux projections différentes : sur une petite zone, elles coïncident presque, mais sur une grande, elles divergent. C'est pareil ici : jusqu'à 300 MeV, les anciens calculs fonctionnent encore, mais au-delà, ils ne marchent plus. Par conséquent, pour les futures expériences sur les accélérateurs, il faut passer aux équations relativistes afin de ne pas se tromper dans les prédictions.
Le noyau de deutérium est le seul noyau stable composé de deux particules de types différents : un proton et un neutron. Il est si peu lié que sa taille est trois fois plus grande que celle du noyau d'hydrogène ordinaire.