Trois boules de billard frappées se dispersent sur la table — leurs trajectoires ne dépendent que de l'impulsion initiale. Mais dans le monde des noyaux atomiques, c'est plus complexe : les particules se ressentent mutuellement en mouvement, même si elles ne sont pas liées en un tout. Pendant longtemps, les physiciens n'ont su mesurer que les interactions à deux corps ; ce qui se passe lorsque trois particules se rencontrent restait hors de portée.

Dans l'expérience ALICE au Grand collisionneur de hadrons, des protons ont été projetés à une énergie de 13,6 TeV et le signal de trois protons produits ensemble a été isolé pour la première fois. Pour cela, une nouvelle méthode de nettoyage des données a été employée, comparable à l'extraction d'une conversation entre trois personnes précises du bruit d'une foule. La fonction de corrélation mesurée a montré que l'interaction nucléaire agit même à des moments angulaires et parités élevés, créant une attraction effective à longue distance.

Ce résultat transforme la femtoscopie à trois corps en un outil à part entière pour étudier les forces à trois corps. Et comme les collisionneurs modernes produisent de nombreux hyperons (particules contenant un quark étrange), la méthode peut être étendue à des systèmes impliquant l'étrangeté. On a désormais une chance d'explorer la dynamique à trois corps là où il n'y avait auparavant que des conjectures.