在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，日本2004年成就卓著，獲得多項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)。 　　2004年1月7日，日本信州大學(xué)、大阪大學(xué)和筑波物質(zhì)材料研究所聯(lián)合研究小組宣布，開發(fā)出一種由摻有二氧化鈦粒子的環(huán)氧樹脂制成的、充滿空洞的立方體，該立方體能夠神奇地把電磁波儲(chǔ)存起來。專家認(rèn)為，這一技術(shù)不僅將能夠用來儲(chǔ)存電磁波，并將其轉(zhuǎn)變成電能，還可用來制造能夠儲(chǔ)蓄光的“光池”。研究小組下一步將致力研究白天可儲(chǔ)存光能，夜間再釋放使用的“光池”，以及用空中電磁波作電源的手機(jī)等實(shí)用技術(shù)。 　　從1987年觀測到來自超新星的中微子至今，中微子研究已發(fā)展為基本粒子物理學(xué)及宇宙物理學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)。2004年6月11日，由十國科學(xué)家組成的研究小組通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，基本粒子中微子具有質(zhì)量的概率為99.99％。日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)和東京大學(xué)宇宙射線研究所參與了此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。1998年，日本科學(xué)家曾推斷中微子具有質(zhì)量，這次實(shí)驗(yàn)則是對(duì)該推斷正確性的驗(yàn)證，對(duì)揭開宇宙物質(zhì)和反物質(zhì)之謎有重要意義。 　　不過，盡管已經(jīng)證實(shí)中微子具有質(zhì)量的概率為99.99%以上，但科學(xué)家并不了解中微子振蕩的詳細(xì)情況。不過他們很快就再接再厲，取得了輝煌戰(zhàn)果。7月5日，時(shí)隔不足1個(gè)月，多國科學(xué)家成功觀測到中微子振蕩現(xiàn)象，聯(lián)手驗(yàn)證了基本粒子理論。由日本17家研究機(jī)構(gòu)、其他國家19家研究機(jī)構(gòu)共138名科學(xué)家組成的國際聯(lián)合研究小組利用東京大學(xué)宇宙射線研究所的超級(jí)監(jiān)測器SK，直接觀測到中微子具有質(zhì)量的證據(jù)??“中微子振蕩現(xiàn)象”，驗(yàn)證了中微子理論。 　　日本理化學(xué)研究所8月24日也宣布了一項(xiàng)驚人成果：他們利用高能加速器把K介子的基本粒子打入含有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子的氦原子核中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一個(gè)質(zhì)子飛出，K介子緊密連接另一個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子，原子核呈現(xiàn)高于通常原子核10倍的密度。這一新物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)打破了物理學(xué)中“原子核密度不變”的傳統(tǒng)定律，對(duì)從密度變化角度揭開質(zhì)量起源具有重要意義。 　　2004年，日本在天文學(xué)領(lǐng)域也取得了不俗戰(zhàn)果：9月，日本名古屋大學(xué)利用設(shè)置在南美智利的“南天”射電望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)距太陽系16萬光年的大麥哲倫銀河系中存在巨大的無星分子云。這是人類首次發(fā)現(xiàn)還沒有生成新星球的分子云。分子云被認(rèn)為是未形成星球時(shí)的初期狀態(tài)，人類所在銀河系中的星球都是從分子云中誕生的。宇宙初期即誕生了很多球狀星團(tuán)，但目前為止科學(xué)家仍不知道它們是如何誕生的。由于大麥哲倫星云與宇宙誕生初期的狀態(tài)相似，這一發(fā)現(xiàn)將對(duì)球狀星團(tuán)以及宇宙成長史的研究具有實(shí)際意義。 　　9月21日，日本東北大學(xué)利用日本國力天文臺(tái)設(shè)置在夏威夷的“昴”天文望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)大銀河系正在吞噬附近較小銀河系的證據(jù)，由于大銀河系的重力吸引作用，被“撕碎”的較小銀河系散布在長度為50光年的條狀區(qū)域，這是繼去年美國哈勃望遠(yuǎn)鏡首次觀測到同樣現(xiàn)象后的又一次發(fā)現(xiàn)。