科学家以氚为靶，开展了一项耗时二十年准备的精确深度非弹性电子散射实验，为原子核内核子相互作用提供了新数据。
原子核由核子(质子)和中子组成，核子又由夸克构成，夸克通过作为强核力载体的胶子连接。一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由一个上夸克和两个下夸克组成。不过，科学家尚未完全理解核子内部结构，核子内夸克 - 反夸克对不断产生和消失，其所有组成部分间的动量和自旋分布也未确定。
物理学家借助粒子加速器实验拓展对核物理和核子的认知。MARATHON实验(由杰斐逊实验室与氚合作中心的科学家合作开展)的参与者发表了新的精确中子 - 质子结构函数比(F₂ⁿ/F₂ᵖ)测量结果，该比值描述核子内部夸克间的动量分布，相关论文发表于《物理评论快报》，为检验量子色动力学模型开辟新可能。物理学家还首次能利用夸克和胶子，通过理论模型描述原子核的性质。
MARATHON是“测量质量数为A = 3的原子核在氚和氦 -3镜像核的深度非弹性散射中F₂ⁿ/F₂ᵖ函数、d/u夸克的比率和EMC效应”的缩写。实验中，科学家将加速到高速且能量极高的电子束射向氚和氦 -3原子核作为靶。碰撞中，原子核内的核子被摧毁，电子能量转移到单个夸克上，通过电子束散射，科学家可了解质子和中子内部散射过程，此即深度非弹性散射。
实验选用氦 -3和氚(氢的放射性同位素)的原子核，二者互为镜像且质量数均为3，氚原子核由一个质子和两个中子组成，氦 -3原子核由一个中子和两个质子组成。这种原子核成分简单，镜像特性有助于减少实验数据处理中的误差和偏差。
中子和质子的结构函数F₂ⁿ和F₂ᵖ包含上下夸克动量分布的重要信息，其比率F₂ⁿ/F₂ᵖ在量子色动力学框架内被预测，上下夸克比率d/u利用结构函数计算，用于检验核子结构模型。EMC效应指单个核子的结构功能加起来不等于整个原子核的结构功能，自由质子和中子与组装成原子核的质子和中子行为不同，其本质尚不清楚，此前物理学家曾对质量数A = 2和A = 4的原子核进行过类似测量。MARATHON实验发言人马基斯·佩特拉托斯称，测量氚和氦 -3镜像核的EMC效应对解释自由核子结合成原子核时发生变化的原因至关重要。
实验所需的氚靶由戴夫·米金斯领导的JLAB靶组开发，氚是放射性气体，该靶需兼顾实验需求和人体安全，是合作项目三十余年来首次使用此类材料作为靶。
此外，一项国际研究合作推翻了铅 -208(²⁰⁸Pb)原子核为完美球形的理论，物理学家已精确测量其形状，现需修改原子核模型。
佩特拉托斯表示，了解核EMC效应和核“低体”(少核子)系统的结构仍是现代高能物理学中最重要的问题之一。这项测量及其他数据可能对核物理和粒子物理研究产生重大影响，有助于改进核子结构模型和检验理论预测。
