物理學家觀察到，質子的激發態或共振狀態在非常高的能量下仍然具有影響力，這一發現修正了之前對物質基礎結構的預期。這些結果是在美國能源部的托馬斯·傑佛遜國家加速器設施獲得的，為研究質子的內部結構提供了新的框架。這些測量首次提供了質子基態結構在共振區域的演變信息，涵蓋了從強耦合夸克與膠子交互的範疇到它們的交互變得較弱的範疇，即所謂的微擾範疇的廣泛距離尺度。
質子是所有可見物質的基礎，構成了每個原子的核。質子由稱為夸克和膠子的更小粒子組成，這些粒子通過強相互作用相互束縛。科學家對質子在高能相互作用中的結構有著堅實的理解，這些情況下大量動量被轉移。在這些情況下，內部的夸克和膠子行為像是一組緊密排列的台球。然而，在低能相互作用中的知識則相對有限，這個範圍被稱為「共振區域」。在這裡，質子可以吸收能量並進入激發態。長久以來的預期是，隨著動量轉移的增加，這些共振信號會逐漸減弱並變得微不足道。
新的實驗使用了一種名為 CLAS12（CEBAF 大接受度光譜儀）的儀器，首次證明了這一假設是錯誤的。研究團隊在新聞稿中指出：「新的 CLAS12 數據首次明確證明這一點。」他們表示：「共振特徵在所研究的所有能量範圍內都清晰可見，從低動量轉移到非常高的動量轉移。」此次實驗涉及將電子束從連續電子束加速器設施（CEBAF）導向 CLAS12 探測器內的氫靶，電子通過一個「虛光子」與質子相互作用，這是一種可以調整波長以深入探索質子結構的探針。CLAS12 的大接受度使得在單次實驗中可以全面測量整個共振區域。
這些結果對量子色動力學（QCD）具有重要意義，QCD 是描述強相互作用的理論。這些數據提供了一種新的方式來「壓力測試」QCD 預測，並加深我們對夸克和膠子如何構成我們在宇宙中所見物質的理解。這項分析由康涅狄格大學的 Valerii Klimenko 主導，指導教授為 Kyungseon Joo。Joo 強調這項工作的基礎重要性，並表示：「如果想要理解宇宙，理解質子是至關重要的。」這項研究不僅為基礎物理學提供了新視角，還可能引領未來的實驗和理論研究。
