日本第一个获得诺贝尔奖的是物理学家汤川秀树。
汤川秀树为图中左起第二个人
1935年汤川秀树提出介子学说,以“基本粒子的相互作用”为题,发表了介子场论文。当时,量子电动力学正处于草创阶段,人们已逐渐认识到,电磁相互作用可以看作是在荷电粒子之间交换光子,光子是电磁场的“量子”,它以光速运动因而静质量为零。
参照这一理论,汤川把核力设想为带有势函数U(x,y,z,t)的特定场中的相互作用,这种场导致所谓U量子,U量子是核强相互作用时交换的粒子,其静质量约为电子的200倍(后来命名为“介子”),即质子和中子通过交换介子而相互转化(《论基本粒子的相互作用》)。
他预言,作为核力及β衰变的媒介存在有新粒子即介子,还提出了核力场的方程和核力的势,即汤川势的表达式。按照这一理论,质子和中子通过介子可以带正、负电荷或者是中性的,一个介子可以转化为一个电子和不带电的轻子(即中微子)。交换介子而互相转化,核力是一种交换介子的相互作用。
1937年.安德森等在宇宙线中发现新的带电粒子(后被认定为μ子)之后,经.鲍威尔等人的研究,于1947年在宇宙射线中发现了另一种粒子,认定是汤川秀树所预言的介子,被命名为π介子。由于在核力理论的基础上预言介子的存在。汤川秀树和坂田昌一等人在1937年展开了介子场理论的研究。1947年提出了非定域场理论,试图解决场的发散问题。
1949年诺贝尔物理学奖授予汤川秀树,以表彰他在核力的理论基础上预言了介子的存在。