Au cœur de la montagne de Jinping, sous deux kilomètres de roche, un faisceau de protons frappe un nuage de gaz. Auparavant, une fine feuille métallique, comme une vitre, séparait l'accélérateur de la cible. Elle ralentissait les particules, brouillait leur énergie et empêchait d'observer les réactions nucléaires rares qui alimentent les étoiles. Désormais, la fenêtre a été retirée, mais le gaz ne se disperse pas : il est maintenu par tout un système de pompes, de vannes et de capteurs.
Le gaz de la cible est semblable à l'eau d'une fontaine qui circule en boucle. Les pompes l'extraient de la chambre, le font passer à travers des filtres et le renvoient. La pression reste stable à un pour cent près pendant huit heures d'affilée, même lorsque le faisceau frappe continuellement le gaz. Du côté de l'accélérateur, le vide reste quasi spatial : environ un dix-milliardième d'atmosphère. Un tel contraste est possible grâce à un pompage par étapes, comme des écluses sur un canal.
Le faisceau chauffe le gaz, qui se dilate, comme l'air au-dessus d'un bitume brûlant. Plus le faisceau est puissant, moins il reste d'atomes sur son passage. À huit cents milliwatts par centimètre carré, la densité chute d'un quart. Il est essentiel de le savoir, sinon la vitesse de réaction mesurée serait sous-estimée. Les ingénieurs ont calculé la correction et peuvent désormais l'appliquer à chaque expérience.
Un autre instrument, un calorimètre en cuivre, fonctionne comme une balance pour un faisceau invisible. Il maintient une température constante, et lorsque le faisceau apporte de la chaleur, il réduit son propre chauffage. La différence de puissance du chauffage avant et après indique l'énergie transportée par le faisceau. La précision est telle qu'on pourrait détecter une cuillère d'eau froide versée dans une bouilloire bouillante.
On peut désormais mesurer des réactions avec des gaz isotopiques coûteux, comme l'hélium-3 ou le néon-22. Le gaz n'est pas perdu, il circule en boucle, et chaque proton du faisceau est compté. C'est la voie vers des données précises sur la naissance des neutrinos dans le Soleil et l'origine des neutrons dans les étoiles massives. La fenêtre qui gênait l'observation a enfin été retirée, et l'on voit maintenant la flamme même des réactions stellaires.
Le calorimètre mesure la puissance du faisceau avec une précision de quelques dixièmes de watt, alors que le faisceau lui-même transporte des centaines de watts. C'est comme remarquer qu'une bouilloire a refroidi d'un demi-degré après y avoir ajouté une cuillère d'eau froide.