Lorsque la particule ψ(2S) se désintègre en un proton et un antiproton, deux mécanismes différents agissent simultanément : l'interaction forte, comme une colle qui maintient les quarks ensemble, et l'interaction électromagnétique, comme la lumière qui repousse les charges. Leurs contributions s'additionnent avec un certain déphasage. Ce déphasage est semblable à la rencontre de deux vagues créées par des pierres jetées dans un étang : si la crête de l'une coïncide avec le creux de l'autre, elles s'annulent, tandis que si les crêtes coïncident, elles se renforcent. Le déphasage détermine à quel point ces deux processus interfèrent.

Dans l'expérience BESIII, menée sur le collisionneur électron-positon de Pékin, des données ont été collectées à des énergies de collision allant de 3.58 à 3.71 GeV, précisément autour de la masse de ψ(2S). On a mesuré la fréquence de production des paires proton-antiproton, et à partir de la forme de cette dépendance, la courbe de résonance, on a extrait la phase relative : 105.9° ou −105.3°. Ces deux possibilités proviennent d'une symétrie, comme si l'on pouvait tourner un cadran d'un certain angle dans un sens ou dans l'autre et obtenir la même image.

Auparavant, de telles données n'existaient pas dans cette région d'énergie, et cette lacune est maintenant comblée pour la première fois. Les valeurs de phase obtenues sont cohérentes avec les mesures dans d'autres canaux de désintégration de ψ(2S) et avec les résultats de BaBar, ce qui confirme l'hypothèse de l'universalité de la phase, c'est-à-dire que le même déphasage s'applique à différents états finaux. Ceci est important pour comprendre comment l'interaction forte se transforme en interaction électromagnétique à l'échelle des hadrons.

Deux estimations de la probabilité de désintégration de ψ(2S) en proton-antiproton ont également été obtenues : (3.21±0.13)×10⁻⁴ et (3.47±0.19)×10⁻⁴. Cela signifie que sur environ dix mille mésons ψ(2S), seulement trois ou quatre se désintègrent en proton-antiproton. Cette rareté rend la mesure particulièrement précieuse : elle exige une statistique élevée et un contrôle précis du bruit de fond.

Ce résultat est un pas de plus vers la compréhension de la façon dont les quarks et les gluons s'organisent en hadrons et comment différentes interactions fondamentales coexistent dans un même processus. Le déphasage entre les contributions forte et électromagnétique n'est pas simplement un nombre, mais une fenêtre sur la dynamique de l'interaction forte à des distances de l'ordre de la taille du proton.