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科技日報北京10月21日電 （記者劉霞）美國科學家在最新一期《自然》雜志上撰文指出，他們借助美國能源部下屬托馬斯杰斐遜國家加速器設施，對質子的極化率開展了新精確測量，結果發(fā)現(xiàn)了質子結構的異常——質子比此前認為的更有彈性，證實了此前被認為是誤差的異常現(xiàn)象。研究人員稱，造成異常的根源目前仍未知，可能表明存在未知作用力。
質子由三個被稱為夸克的較小粒子組成，夸克攜帶正電荷或負電荷。當將質子置入電場中時，攜帶不同電荷的夸克會朝相反方向運動，導致質子變形或拉伸，拉伸或變形程度被稱為極化率。與大小或電荷一樣，極化率也是質子結構的基本性質。
在最新研究中，為更精確探測質子極化率，科學家們使用了名為虛擬康普頓散射的過程，將杰斐遜實驗室連續(xù)電子束加速器設施內精心控制的高能電子束射向質子。
研究人員解釋稱，在虛擬康普頓散射中，電子通過發(fā)射高能光子或光粒子與其他粒子相互作用。電子的能量決定了其發(fā)射光子的能量，也決定了光子如何與其他粒子相互作用。低能光子可能會從質子表面反彈；而高能光子則會在質子內部爆炸，與其中一個夸克相互作用。理論預測，當這些光子—夸克相互作用從低能躍遷到高能時，它們將形成一條平滑的曲線。
美國天普大學物理學副教授尼科斯·斯巴弗斯表示，最新測量結果顯示極化率在局部存在一些增強，表明質子可能比我們此前認為的更具彈性，拉伸程度更強，可能是一種未知力在起作用。他說：“質子是物質重要的基礎組成部分，如果質子領域缺少一些基本的東西，如未知作用力，將對物理學各個領域產生影響。”
研究團隊計劃進一步梳理這種異常的細節(jié)，并開展更精確探測，以檢查是否還存在其他異常，以及造成異常的原因。
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