电子束在原子核上的散射实验长期以来是核物理精度的标杆，可靠地验证了理论预言。然而，铅作为最重的稳定元素之一，其原子核却表现出异常行为，对既定模型提出了挑战。
美因茨约翰内斯·古腾堡大学的物理学家开展的新研究不仅证实了这种异常真实存在，还揭示出谜团比以往更深。此前，美国杰斐逊国家加速器实验室的实验表明，铅原子核中电子与原子核交换两个虚光子时产生的微小自旋相关效应几乎消失，现有理论无法解释这一现象。为了解开谜题，德国科学家利用配备超灵敏谱仪的MAMI微加速器进行了高精度测量。
研究人员改变了电子束的能量和散射角度，从而详细测量了电子自旋翻转时过程的变化。出乎意料的是，效应不仅没有消失，反而清晰显现，且强度远超预期。这并未解决原有矛盾，反而使其更加尖锐，表明铅核的行为随能量剧烈变化，而当前所有理论模型均未能预测这一现象。
研究作者之一康切蒂娜·斯芬蒂教授表示：“我们的结果证实了这一异常真实存在，意味着电子探测重原子核时存在尚未被探索的物理机制。我们需要新的理论思路来理解它。”这一发现对未来以创纪录精度检验标准模型的实验具有深远影响，例如即将在美因茨建造的MESA加速器上开展的P2实验。若不理解铅等重原子核的异常效应，此类高精度测量数据的解读可能出现偏差。
科学家目前尚无法解释铅为何表现出如此异常的行为，该效应是否存在于其他重原子核中，以及原子核结构的哪些特性导致了这种剧烈变化。下一步研究将包括在不同能量下进行测量、比较铅与其他重元素的表现，并与理论学家合作构建能够描述该现象的新模型。
