​L'observation de la diffusion de la lumière par la lumière est extrêmement délicate car la probabilité que deux photons interagissent de la sorte est très faible. Elle requiert donc des flux de photons très élevés pour qu'une seule diffusion puisse avoir lieu.

Or les collisions d'ions de plomb au LHC fournissent les conditions expérimentales idéales pour étudier cette interaction. En effet, lorsque les ions de plomb sont accélérés à des vitesses ultra-relativistes, leurs champs électromagnétiques très intenses créent l'équivalent d'un flux énorme de photons autour d'eux. Dès lors, en évitant les collisions frontales qui aveuglent le détecteur, il devient possible d'observer les photons qui interagissent et « rebondissent » les uns sur les autres.

Sur plus de quatre milliards d'événements (collisions plomb-plomb) en décembre 2015, la collaboration Atlas a identifié treize candidats de diffusion lumière-lumière, qui ont vu les ions lourds s'éviter de justesse mais leurs champs électromagnétiques interagir. Leur signature est incroyablement simple (deux photons), soit l'exact contraire de l'extrême complexité produite par les collisions d'ions plomb.

Il a fallu pour cette raison développer un nouveau « déclencheur » spécialisé, très sensible, pour le détecteur Atlas.

Cette étude présente un intérêt théorique supplémentaire. Le processus de diffusion des photons prévoit que les photons échangent des particules chargées virtuelles, connues ou à découvrir. Les physiciens d'Atlas poursuivront leur recherche en 2018 pour affiner la précision de leur résultat et éventuellement détecter la trace d'une nouvelle physique.