日本科学家通过超级计算机的大规模模拟运算，从夸克层面验证了在质子和中子之间起作用的“核力”，从而在更基础的层面验证了汤川秀树介子论的正确性。

日本首位诺贝尔奖获得者汤川秀树于20世纪30年代提出介子论。他认为，质子和质子间、质子和中子间、中子和中子间存在一种相互作用的力，他把这种力称作“核力”。汤川秀树指出，这种“核力”是由于交换一种名为“介子”的粒子而产生的相互作用力。这一理论成功预言了介子的存在，并奠定了粒子物理中强相互作用的基础。

现代物理理论认为，质子和中子（统称核子）都是由三个夸克组成的，夸克之间通过胶子传递强力。核力被认为是夸克间强相互作用的剩余效应，类似于分子间范德瓦耳斯力。然而，以描述夸克运动的法则——量子色动力学（QCD）为基础，直接计算核力的产生，需要极其庞大的计算量，尤其是需要在非微扰区域进行精确计算。

据日本媒体报道，筑波大学和东京大学的科学家借助日本高能加速器研究机构的超级计算机，计算了一对质子和中子所含总计6个夸克的运动。经过长达4个月的运算，他们成功以量子色动力学为基础推导出了质子和中子之间的作用力。这一计算采用了格点QCD方法，将时空离散化，在超立方晶格上模拟夸克和胶子的相互作用，从而避免了微扰论的局限性。研究小组不仅重现了核力的长程吸引部分（由单π介子交换主导），还在短程区域得到了与实验数据一致的排斥心结构。

此前，科学家们已通过各种散射实验间接证实了汤川秀树介子论预言的核力形式，但从未直接从夸克层面推导出核力。研究小组认为，介子论诞生时人们尚未发现夸克，此次研究是利用夸克理论对介子论进行的一次成功验证，标志着从第一性原理理解核力迈出了关键一步。此后，格点QCD在核物理中的应用不断发展，为理解原子核结构、中子星内部物质等提供重要支持。

据悉，相关论文于2007年6月29日发表于国际物理学权威期刊《物理评论快报》上。