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Après avoir participé à la mission Hiroshima, Schmidt tente de fuir les horreurs de la guerre. Il s'installe dans un paysage aride et lunaire à deux heures de Las Vegas. Persuadé qu'il peut sauver l'humanité d'un désastre nucléaire imminent, il a alors une révélation. Des décennies plus tard, Nicky, une rock-star anglaise en perte d'inspiration, prend le volant pour se perdre dans un désert de Californie.
Excédé, il pose ses valises dans un motel miteux. Jaz et Lisa qui voyagent avec leur fils autiste Raj, sujet à des crises bruyantes, trouvent refuge dans ce même lieu. Laila, elle, habite non loin, chez son oncle et sa tante. Avant de vivre dans ce coin paumé, elle était à Bagdad. Passionnée de musique, ses vinyles valent tout l'or du monde, en particulier ceux de ce groupe anglais dont le chanteur vient de s'installer en ville.
Au beau milieu du désert de Mojave, tous ces personnages se rencontrent et s'affrontent à travers les époques, dans une atmosphère sauvage, propice aux délires psychédéliques et aux phénomènes extraordinaires.