在托马斯·杰斐逊国家加速器进行的一项实验中，核物理学家通过向冷液氢目标发射电子，成功地测量了质子的弱电荷。这个被称为Q-weak的精密实验为物理学家们解决其成功结论所面临的诸多技术挑战。一个潜在的混淆变量是冷液氢目标本身，这个目标系统是为Q-weak量身定制，即使氢受到无情而精确的自旋电子束轰击，也能保持氢的低温。物理学家们甚至不得不考虑，盛氢的铝容器会对结果产生什么影响。
由于在解决这一技术挑战方面的贡献，质子弱电荷描述了宇宙四种基本力之一的弱力。用一个电子通过弱力探测质子，可以实际测量弱电荷。但是，正如它的名字所暗示的，弱力是弱的，电子更有可能通过另一种基本力——电磁力与质子相互作用。幸运的是，弱力有一个独特的标记：它违反了称为奇偶校验的普遍对称性，保持奇偶对称性过程发生的概率与其镜像相同。弱力在奇偶变换中表现出不对称性，测量这种不对称可以知道弱力。
然而要在实验室里真正做到这一点非常困难——这是一种数学运算。相反，Q-weak使用了奇偶变换的替代方法。在电子加速之前，它们是极化的，所以它们都在旋转，要么和光束方向相同，要么和光束方向相反。由于电磁力保持奇偶对称性，所以它与两个方向旋转的电子以同样的方式相互作用。但是因为弱力违反了奇偶对称性，它更多地与在一个方向旋转的电子相互作用。物理学家能够利用这种差异来测量质子的弱电荷。然而，要达到这个标准并非易事。
在实验中，物理学家测量的一小部分电子实际上从未击中氢靶。相反，一些电子散落在盛氢的铝容器外，污染了物理学家试图测量的弱力信号。这就是科学家的切入点，研究是确定有多少测量到的信号来自铝靶容器，从而将这种信号污染降到最低。为了做到这一点，Q-weak在一些测试中去掉了氢靶，代之以一块与容器相同的铝。然后Q-weak再次向目标发射极化电子，除了没有用氢质子测量奇偶不对称外，用铝原子核测量奇偶不对称。这是第一次测量到这种不对称，也是一件非常令人兴奋的事情。
博科园｜研究/来自：托马斯杰斐逊国家加速器
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