核理論家在中子衰變中發現了一個與弱力和電磁力相互作用有關的主要效應。這一發現改變了我們對中子衰變的理解，預示著需要對電磁效應進行高精度計算。它還影響了對可能恢復宇宙中鏡面反射對稱性的現象的尋找。

當中子中的一個下夸克發射出一個W玻色子並轉化為一個上夸克時，一個旋轉的中子就會分解成一個質子、電子和反中子。帶電粒子之間的光量子（γ）的交換改變了這種轉變的強度。資料來源：圖片由核理論研究所Vincenzo Cirigliano提供。

在原子核之外，中子是不穩定的粒子，其壽命約為15分鐘。中子由於弱核力的作用而解體，留下一個質子、一個電子和一個反中子。弱核力是宇宙中的四種基本力之一，另外還有強力、電磁力和引力。將中子衰變的實驗測量結果與基於弱核力的理論預測相比較，可以揭示出迄今為止尚未發現的相互作用。要做到這一點，研究人員必須達到極高的精度水平。一個核理論家小組在中子衰變中發現了一個新的、相對較大的效應，它來自於弱核力和電磁力的相互作用。

這項研究確定了一個旋轉的中子在經歷弱核力時的強度變化。這有兩個主要影響。首先，科學家們自1956年以來就知道，由於弱力的作用，一個系統和一個像其鏡像一樣的系統的行為方式是不一樣的。換句話說，鏡面反射對稱性被打破。這項研究影響到尋找新的相互作用，技術上稱為”右手定則”，在非常短的距離內，即不到十萬億分之一厘米的距離內，恢復宇宙的鏡像反射對稱性。第二，這項研究指出，需要以更高的精度計算電磁效應。這樣做將需要使用未來的高性能計算機。

一個研究小組計算了由於光子（光量子）的發射和吸收而產生的電磁相互作用對中子衰變的影響。該團隊包括來自華盛頓大學核理論研究所、北卡羅來納州立大學、阿姆斯特丹大學、洛斯阿拉莫斯國家實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室的核理論家。

計算是用一種被稱為”有效場理論”的現代方法進行的，這種方法有效地組織了涉及強相互作用粒子的現像中基本相互作用的重要性。研究小組確定了核子軸向耦合gA的一個新的百分比水平的偏移，它控制著一個旋轉中子的衰變強度。新的修正源於帶電離子的發射和吸收，它們是強核力的媒介。

雖然有效場理論提供了對不確定性的估計，但要提高目前的精度將需要在能源部的超級計算機上進行高級計算。研究人員還評估了對搜索右手定則的影響。他們發現，在包括新的修正之後，實驗數據和理論都很一致，而且目前的不確定性仍然允許在相對較低的質量尺度上出現新的物理現象。