当原子核和亚原子粒子相互作用时，结果会非常复杂。这就是量子力学的“多体问题”。为了帮助理解这些相互作用，科学家们想出了简化可能结果范围的方法。

一个例子是“有效相互作用”，它简化了核子(质子或中子)与原子核之间的相互作用。有效相互作用帮助科学家开发原子核相互碰撞或与亚原子粒子碰撞时产生的反应理论。

这些工具是有效场论 (EFT) 方法的一部分。EFT 又是一种称为“从头算”或“第一原理”的方法。从头算意味着计算从既定的物理定律开始，没有任何其他假设。

对于有效相互作用而言，从头算意味着物理学家使用关于原子核中的质子和中子的一致假设来描述原子核在与另一个粒子相互作用之前的状态，以及描述质子和中子从原子核散射之后的状态。

在从头算研究中，科学家使用 EFT 来计算核子如何相互作用和散射。EFT 允许科学家检查这些相互作用的不同能级。他们还可以检查计算的不同精度水平。这些计算有助于科学家理解实验观察结果。

现在，科学家们利用 EFT 方法进行了首次核子-核子相互作用的核子-核散射计算。他们使用统计分析来检查计算产生的不确定性有多大。这将有助于科学家解释 EFT 方法对不同核子-核子相互作用的效果如何。这也有助于他们解释物理实验的结果。

这项研究已发表在《物理评论C》上，研究发现，科学家用来研究仅含少量中子和质子的原子核的诊断工具也可以用于研究质子和中子从原子核中散射的情况。

本研究所依据的理论模型很好地描述了低能量下碳-12 和氧-16 质子的散射，特别是在更多前向散射角下的散射。

将原子核的成功描述与从头算方法和核反应方法​​结合起来一直是理论核物理的挑战。应对这一挑战是稀有同位素束设施时代的一项重要任务。