質子是一種位於原子核中的帶有正電荷的核粒子。它是一個由夸克和膠子的基本構件組成的複合粒子。這些組成部分及其相互作用決定了質子的結構，包括其電荷和電流。當暴露在外部電場和磁場中時，這種結構會發生變形，這種現像被稱為極化率。電磁極化率是對電磁場引起的變形的剛性的測量。通過測量電磁偏振率，研究人員可以了解到質子的內部結構。

這種知識有助於驗證對核子（質子和中子）如何形成的科學理解，方法是將結果與核子的伽馬射線散射的理論描述進行比較。物理學家稱這種散射過程為核子康普頓散射。

當科學家在電磁反應占主導地位的距離和規模上檢查質子時，他們可以高精度地確定電磁極化率的值。為了做到這一點，他們使用有效場理論（EFT）的理論框架。EFT有希望將低能量下的核子結構描述與當前的強核力理論（稱為量子色動力學，QCD）相匹配。在這項研究中，科學家們利用質子康普頓散射驗證了EFT。這種方法也驗證了支撐EFT的框架和方法。

質子康普頓散射是科學家從氫目標（在本例中是液體目標）散射圓偏振或線偏振伽馬射線，然後測量散射伽馬射線的角度分佈的過程。高能伽馬射線攜帶足夠強的電磁場，使核子中的電荷和電流的反應變得很重要。

在這項研究中，科學家們在三角大學核實驗室的高強度伽馬射線源（HIGS）對質子的康普頓散射進行了新的測量。這項工作為使用偏振伽馬射線在低能量下的質子的康普頓散射提供了一種新的實驗方法。

該研究推進了在HIGS進行新的高精度測量的需要，以提高質子和中子偏振率測定的準確性。這些測量驗證了將核子的低能描述與QCD聯繫起來的理論。