Une lumière polarisée circulairement tombe sur un proton. La particule peut absorber le photon ou le repousser, selon l'orientation de son propre spin, cette petite toupie interne. Dans l'expérience menée sur l'accélérateur MAMI à Mayence, un faisceau de photons polarisés a frappé des cibles de protons et de deutérons (noyaux d'hydrogène lourd) polarisés. Le détecteur Crystal Ball/TAPS a capturé tout ce qui s'échappait des collisions, couvrant presque tout l'angle solide : 97 %.
Les mesures ont été effectuées avec un pas fin en énergie, de 200 à 1400 MeV. Cela a permis d'observer la structure fine de la réponse : comment la probabilité d'absorption varie avec l'énergie du photon. Auparavant, des données aussi détaillées n'existaient pas. La comparaison avec les calculs théoriques montre un bon accord, et la différence entre le deutéron et le proton a permis d'extraire des informations sur le neutron libre, qui est instable et ne vit qu'environ 15 minutes.
Bilan : la règle de somme GDH est confirmée pour le proton, le neutron et le deutéron. Ce résultat n'est pas simplement une coche dans un manuel. C'est une référence précise pour étalonner les modèles qui décrivent comment les quarks et les gluons s'assemblent en nucléons et comment ces nucléons se comportent à l'intérieur du noyau atomique.
Le neutron libre vit en moyenne environ 15 minutes, mais à l'intérieur du deutéron, il est stable — et ses propriétés ont pu être extraites en soustrayant la contribution du proton.
Dans le roman « Spin » de Robert Wilson, la lumière polarisée est utilisée pour communiquer avec un esprit extraterrestre — ici, elle sert de sonde pour les plus petits tourbillons de la matière.