В глубине горы Цзиньпин, под двумя километрами скальной породы, пучок протонов врезается в облако газа. Раньше между ускорителем и мишенью стояла тонкая фольга, как стекло в окне. Она задерживала частицы, размывала их энергию и мешала разглядеть редкие ядерные реакции, которые питают звёзды. Теперь окно убрали, но газ не разлетается: его держит целая система насосов, клапанов и датчиков.
Газ в мишени похож на воду в фонтане, которая циркулирует по кругу. Насосы откачивают его из камеры, прогоняют через фильтры и возвращают обратно. Давление держится с точностью до одного процента восемь часов подряд, хотя пучок непрерывно бьёт в газ. При этом на стороне ускорителя вакуум остаётся почти космическим: около одной десятимиллиардной атмосферы. Такой контраст возможен потому, что откачка идёт ступенями, как шлюзы на канале.
Пучок греет газ, и тот расширяется, как воздух над горячим асфальтом. Чем мощнее пучок, тем меньше атомов остаётся на его пути. При восьми сотнях милливатт на квадратный сантиметр плотность падает на четверть. Это важно знать, иначе измеренная скорость реакции окажется заниженной. Инженеры вычислили поправку и теперь могут учитывать её в каждом опыте.
Ещё один прибор, медный калориметр, работает как весы для невидимого пучка. Он поддерживает постоянную температуру, а когда пучок приносит тепло, уменьшает собственный нагрев. Разница в мощности нагревателя до и после показывает, сколько энергии несёт пучок. Точность такая, что заметна ложка холодной воды, вылитая в кипящий чайник.
Теперь можно измерять реакции с дорогими изотопными газами, например гелием-3 или неоном-22. Газ не теряется, а циркулирует по кругу, и каждый протон в пучке сосчитан. Это путь к точным данным о том, как рождаются нейтрино в Солнце и откуда берутся нейтроны в массивных звёздах. Окно, которое раньше мешало смотреть, наконец убрали, и теперь видно само пламя звёздных реакций.
Калориметр измеряет мощность пучка с точностью до десятых долей ватта, хотя сам пучок несёт сотни ватт. Это как заметить, что чайник остыл на полградуса, когда в него долили ложку холодной воды.