由大阪大学、理化学研究所、德国重离子研究所、奈良女子大学、京都产业大学、神户大学、吉森大学等多国科研人员组成的国际合作研究小组，首次在世界上观测到一种新状态(η′介子核)的迹象，相关成果于4月7日发表在美国科学期刊《物理评论快报》上，并被选为“物理学专题文章”。
该小组首次在世界上观测到原子核中一种全新的量子态(η'介子核)的迹象，即一个η'介子和一个碳原子核仅通过强相互作用结合在一起。研究利用新建的实验装置，建立了一种选择性捕获η'介子核产生事件的方法。此项研究有望为阐明质量的起源和真空的结构提供新的视角，并为未来研究发展提供指导。
现代物理学中，物质质量起源问题在很大程度上仍未可知。理论上，物质质量源于真空复杂结构，但实验证据有限。测量原子核内介子质量是验证物质质量起源的有效方法，因为原子核内部真空结构已发生变化。在众多介子类型中，研究小组聚焦于η′介子，开展观测新型原子核——η′介子核的实验。
研究小组利用德国重离子研究中心的散裂反应堆(FRS)开展η′介子核产生实验。将加速到光速约96%的高能质子与碳 - 12核靶反应，质子与碳核中的中子反应生成氘核并喷射到靶前，此过程中质子动能激发碳 - 11核产生η′介子，η′介子与碳 - 11核以一定概率结合形成η′介子核。
由于产生η′介子核的反应概率极小，而其他反应概率高出约100到1000倍，抑制背景事件并高效捕获η′介子核产生事件是关键。研究小组关注到η′介子核衰变会释放相对高能质子这一事实，构建了结合空间反应堆分离器(FRS)和WASA探测器的新实验装置。FRS测量向前喷射氘核的能量，WASA探测η′介子核衰变产生的质子，成功将背景事件降低至约1/400，实现了选择性探测η′介子核。
实验获得的能谱中，横轴代表碳 - 11核的激发能，纵轴代表反应截面。能谱出现的两个结构表明存在η′介子束缚于原子核不同轨道的态，暗示η′介子质量可能随核密度增加而降低。
此前从未发现过仅由强相互作用束缚介子和原子核的量子态，如η′介子核。此次研究是世界上首次捕捉到这种全新类型原子核的迹象，获得的激发能谱与η′介子通过胶子传递夸克凝聚效应获得大质量的机制预测结果相符。
目前，研究小组正计划下一步实验，以增加数据量并更详细研究η′介子核的性质。若η′介子核存在得到证实且性质能详细研究，有望获得关于真空复杂结构对物质质量贡献的实验见解，成为揭开质量起源这一现代物理学重大谜团的重要一步。
板桥教授表示，这项旨在产生和寻找η'介子核的国际合作研究项目于2012年2月在德国吉森启动，如今发表的是14年后取得的研究成果，目前正准备开展更深入的研究。
