Протон врезается в ядро дейтерия — крошечную связку из протона и нейтрона. Раньше такие столкновения описывали уравнениями, где время течёт одинаково для всех, как в обычной жизни. Но когда частицы разгоняются до скоростей, близких к световой, время для них замедляется, а длины сокращаются. Это как если бы два бегуна на стадионе мерили дистанцию разными линейками.
Физики взяли два набора правил: старый, ньютоновский, и новый, релятивистский, где учитывается искривление времени. Они рассчитали, как протон рассеивается на ядре дейтерия при разных энергиях. Оказалось, что при энергии 135 МэВ (это как если бы протон разогнали до 15% скорости света) разница видна, когда протон отскакивает назад. А при энергиях выше 300 МэВ отличия появляются и в том, как частицы закручиваются — их поляризации.
Результат похож на карту с двумя разными проекциями: на маленьком участке они почти совпадают, но на большом — расходятся. Так и здесь: до 300 МэВ старые расчёты ещё работают, а выше — уже нет. Значит, для будущих экспериментов на ускорителях нужно переходить на релятивистские уравнения, чтобы не промахнуться в предсказаниях.
Ядро дейтерия — это единственное стабильное ядро, состоящее из двух частиц разного типа: протона и нейтрона. Оно настолько рыхлое, что его размер втрое больше, чем у ядра обычного водорода.