Des protons accélérés à des énergies énormes percutent une épaisse plaque de métal — comme des balles contre une armure. À l'intérieur du métal naît brièvement une particule J/ψ, qui se désintègre aussitôt en deux muons — de légers cousins de l'électron. Ces muons s'échappent de la cible et les détecteurs capturent leurs traces.
Les scientifiques ont comparé le nombre de muons détectés aux prédictions du modèle informatique. Le modèle prévoyait davantage de muons à grand moment transverse — c'est-à-dire ceux qui partent en biais par rapport au faisceau. Or, en réalité, ils sont nettement moins nombreux. Ce n'est pas une erreur, mais une chance : dans la future expérience SHiP, ces muons auraient été gênants, car ils sont plus difficiles à dévier avec un bouclier magnétique.
La section efficace mesurée de production de J/ψ par nucléon est de 1,18 nanobarn avec une incertitude d'environ 10 %. Ce résultat est proche de celui de l'expérience antérieure NA50, mais légèrement supérieur. La différence ne dépasse pas les erreurs systématiques, aussi les scientifiques concluent que les collisions secondaires dans la cible épaisse n'augmentent pas la production de J/ψ de plus de 32 % (avec un niveau de confiance de 90 %).
Ce résultat est une bonne nouvelle pour SHiP. Si les particules secondaires produisaient beaucoup de J/ψ supplémentaires, le bruit de fond de muons serait plus élevé. Or, il est maintenant clair que la cible épaisse ne gâche pas le tableau, et l'on peut construire l'installation en toute confiance.
La particule J/ψ a été découverte simultanément par deux groupes en 1974 et a constitué la première preuve de l'existence des quarks charmés. Cette découverte a valu le prix Nobel.
Dans le roman « Le Problème à trois corps » de Liu Cixin, les extraterrestres utilisent des protons comme sondes — en réalité, les protons servent eux-mêmes de projectiles pour créer de nouvelles particules.