质⼦是⼀种会出现在每个原⼦中⼼的带正电荷的粒⼦，它是原⼦核的组成部分，占宇宙可⻅物质的99%以上。质⼦也是⾃然界中唯⼀稳定的复合基础构件。可以这么说，深⼊了解这种粒⼦和它的结构，将对所有物理学领域带来深远的影响。然⽽，核物理学家已经证实，⽬前对质⼦结构描述的进展并不是⼀帆⻛顺。托⻢斯·杰斐逊国家加速器设施针对质⼦的电极化率进⾏的⼀项新的精确测量显示，在探测质⼦结构的数据中存在⼀个异常的凸起。
尽管在早期的测量中已经看到了这⼀现象，但当时普遍认为那是⼀种统计上的偏差。然⽽，近期更精确的测量却再次证实了这种异常现象的存在，并提出了关于它的来源的关键问题。研究论⽂已发表在《⾃然》上。
我们可能经常会看到这样⼀幅示意图，它描绘了质⼦内部的基本构成，也就是三个夸克。当然，这极⼤地简化了实际情况。
事实上，质⼦内部的夸克被强相互作⽤束缚，量⼦⾊动⼒学（QCD）理论描述了这种相互作⽤是如何以胶⼦作为媒介的，这个过程类似于量⼦电动⼒学（QED）中光⼦介导了电磁相互作⽤的⽅式。质⼦内部实际上相当复杂，胶⼦将夸克紧紧束缚在⼀起，⽽胶⼦和被束缚的粒⼦之间同样会产⽣相互作⽤，此外，它的内部还可能短暂出现⼜随即消失的夸克-反夸克对。但与光⼦不同的是，胶⼦与它们束缚的粒⼦之间同样会产⽣相互作⽤。
这就让计算的难度陡增，并且常常让直接的QCD碰撞预测超出现有算⼒的范畴。因此，研究⼈员通常需要依赖近似的⽅法，其中之⼀就被称为⼿性有效场论。根据⼿性有效场论，他们可以推测出质⼦许多可能的⾏为模式和属性。
与尺⼨或电荷⼀样，电极化率也是质⼦结构的⼀项基本属性。对质⼦的电极化率的测量，揭示了质⼦在电场中对变形或拉伸的敏感程度。更重要的是，对质⼦电极化率的精确测定，可以帮助弥合对质⼦的不同描述。
我们还是把质⼦想象成⼀个模型，中间是三个平衡的夸克。现在，将它放进电场中。夸克带有正电或负电，它们会向相反的⽅向移动。因此，电极化率能反映质⼦有多容易被电场扭曲。这也就能帮助我们探测质⼦的次级结构。为了探测这种扭曲，核物理学家使⽤了⼀种叫作虚拟康普顿散射的过程。在虚拟康普顿散射中，电⼦通过发射⼀个⾼能光⼦（光的粒⼦）⽽与其他粒⼦产⽣相互作⽤。
电⼦的能量决定了它所发射的光⼦的能量，这也决定了光⼦如何与其他粒⼦相互作⽤。在虚拟康普顿散射反应中产⽣的真实光⼦，为质⼦带来了电磁扰动，从⽽让科学家测量质⼦的电磁⼴义极化率。
早在2000年，⼀组研究⼈员已经利⽤电⼦和液氢之间碰撞产⽣的虚拟光⼦的康普顿散射来测量质⼦的电磁⼴义极化率。如果质⼦具有那种传统结构，这项测量结果似乎与⼿性有效场论所预测的散射模式并不⼀致。
但它带有很⼤的不确定性，很多⼈对这⼀结果仍有所保留。这项新的研究以更⾼的精度重复了康普顿散射实验。它始于杰斐逊实验室的连续电⼦束加速器设施的⼀束精⼼控制的⾼能电⼦束。这些电⼦被送⼊质⼦中碰撞。然⽽，那种简单的图景似乎真的经不起推敲。测量结果同样发现了⼀个尚未被解释的凸起。科学家真正看到的是，极化率的⼤⼩出现了⼀些局部增强。正如预期的那样，随着能量的增加，极化率会下降。
⽽且，在某个时候，在它即将下降之前，它似乎⼜短暂地上升了。和先前的实验相⽐，新的实验中这个凸起要⼩⼀些。但总的说来，实验所得的结果好像的确偏离了那种理论预测的简单⾏为。⽽这就是⽬前最让科学家感到困惑的事实。
仍有⼀些物理学家对这⼀结果持怀疑态度，显然，还需要更多⾼精度的实验，进⼀步弄清这种异常现象的细节。如果这种异常最终被证实，这或许告诉我们，强⼒的⼀个未知⽅⾯可能在起作⽤，⽽⽬前的理论在这⼀点上显然少了⼀些东⻄。研究⼈员相信，更多理论⻅解或许很快就会出现。研究⼈员下⼀步计划是继续更精密探测，检查其他的偏差点，并提供更多关于异常现象来源的信息。这对于进⼀步阐明理论相当重要。