Zeitleiste der Atom- und Subatomarphysik - Timeline of atomic and subatomic physics
Eine Zeitleiste der Atom- und Subatomarphysik .
Frühe Anfänge
- Im 6. Jahrhundert v. Chr. schlug Acharya Kanada vor, dass alle Materie aus unteilbaren Teilchen bestehen muss und nannte sie "Anu". Er schlägt Beispiele vor, wie die Reifung von Früchten als Veränderung der Anzahl und Art von Atomen, um neuere Einheiten zu schaffen.
- 430 v. Chr. Demokrit spekuliert über fundamentale unteilbare Teilchen – nennt sie „ Atome “
Der Anfang der Chemie
- 1766 Henry Cavendish entdeckt und untersucht Wasserstoff
- 1778 Carl Scheele und Antoine Lavoisier entdecken, dass Luft hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff besteht
- 1781 Joseph Priestley erzeugt Wasser durch Zünden von Wasserstoff und Sauerstoff
- 1800 William Nicholson und Anthony Carlisle verwenden Elektrolyse , um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu trennen
- 1803 John Dalton führt atomare Ideen in die Chemie ein und stellt fest, dass Materie aus Atomen unterschiedlichen Gewichts besteht
- 1805 (ungefähre Zeit) Thomas Young führt das Doppelspaltexperiment mit Licht durch
- 1811 Amedeo Avogadro behauptet, dass gleiche Volumina von Gasen die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten sollten
- 1832 Michael Faraday formuliert seine Elektrolysegesetze
- 1871 Dmitri Mendelejew untersucht systematisch das Periodensystem und sagt die Existenz von Gallium , Scandium und Germanium voraus
- 1873 Johannes van der Waals führt die Idee schwacher Anziehungskräfte zwischen Molekülen ein
- 1885 Johann Balmer findet einen mathematischen Ausdruck für die beobachteten Wasserstoffleitung Wellenlängen
- 1887 Heinrich Hertz entdeckt den photoelektrischen Effekt
- 1894 Lord Rayleigh und William Ramsay entdecken Argon, indem sie das Gas spektroskopisch analysieren, das übrig bleibt, nachdem Stickstoff und Sauerstoff aus der Luft entfernt wurden
- 1895 William Ramsay entdeckt terrestrisches Helium durch spektroskopisches Analysieren von Gas aus zerfallendem Uran
- 1896 Antoine Becquerel entdeckt die Radioaktivität von Uran
- 1896 Pieter Zeeman untersucht die Aufspaltung von Natrium-D-Linien, wenn Natrium in einer Flamme zwischen starken Magnetpolen gehalten wird
- 1897 Emil Wiechert , Walter Kaufmann und JJ Thomson entdecken das Elektron
- 1898 Marie und Pierre Curie entdeckten bei ihrer Erforschung der Pechblende die Existenz der radioaktiven Elemente Radium und Polonium
- 1898 William Ramsay und Morris Travers entdecken Neon und negativ geladene Betateilchen
Das Zeitalter der Quantenmechanik
- 1887 Heinrich Rudolf Hertz entdeckt den photoelektrischen Effekt , die eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung des Spiels wird die Quantentheorie mit Einstein ‚s Erklärung für diesen Effekt in Bezug auf die Quanten des Lichts
- 1896 Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt die Röntgenstrahlen beim Studium von Elektronen im Plasma ; streuende Röntgenstrahlen – die als „Wellen“ hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung betrachtet wurden – wird Arthur Compton 1922 den „Teilchen“-Aspekt der elektromagnetischen Strahlung demonstrieren können.
- 1900 Paul Villard entdeckt Gammastrahlen bei der Untersuchung des Uranzerfalls
- 1900 Johannes Rydberg verfeinert den Ausdruck für beobachtete Wasserstofflinienwellenlängen
- 1900 Max Planck stellt seine Quantenhypothese und das Schwarzkörperstrahlungsgesetz fest
- 1902 Philipp Lenard beobachtet, dass die maximalen Photoelektronenenergien unabhängig von der Beleuchtungsintensität, aber von der Frequenz abhängen
- 1902 Theodor Svedberg schlägt vor, dass Fluktuationen im molekularen Beschuss die Brownsche Bewegung verursachen
- 1905 Albert Einstein erklärt den photoelektrischen Effekt
- 1906 Charles Barkla entdeckt, dass jedes Element eine charakteristische Röntgenstrahlung hat und dass der Durchdringungsgrad dieser Röntgenstrahlung mit dem Atomgewicht des Elements zusammenhängt
- 1909 Hans Geiger und Ernest Marsden entdecken große Winkelablenkungen von Alphateilchen durch dünne Metallfolien
- 1909 Ernest Rutherford und Thomas Royds zeigen, dass Alphateilchen doppelt ionisierte Heliumatome sind
- 1911 Ernest Rutherford erklärt das Geiger-Marsden-Experiment unter Berufung auf ein Kernatommodell und leitet den Rutherford-Wirkungsquerschnitt ab
- 1911 Jean Perrin beweist die Existenz von Atomen und Molekülen mit experimentellen Arbeiten , um Einsteins theoretische Erklärung der Brownschen Bewegung zu testen
- 1911 Ștefan Procopiu misst das magnetische Dipolmoment des Elektrons
- 1912 Max von Laue schlägt vor, Kristallgitter zur Beugung von Röntgenstrahlen zu verwenden
- 1912 Walter Friedrich und Paul Knipping beugen Röntgenstrahlen in Zinkblende
- 1913 William Henry Bragg und William Lawrence Bragg erarbeiten die Bragg-Bedingung für starke Röntgenreflexion
- 1913 Henry Moseley zeigt, dass die Kernladung die wirkliche Grundlage für die Numerierung der Elemente ist
- 1913 Niels Bohr präsentiert sein Quantenmodell des Atoms
- 1913 Robert Millikan misst die Grundeinheit der elektrischen Ladung
- 1913 Johannes Stark zeigt, dass starke elektrische Felder die Balmer-Spektrallinienreihe des Wasserstoffs spalten werden
- 1914 James Franck und Gustav Hertz beobachten Atomanregung
- 1914 Ernest Rutherford schlägt vor, dass der positiv geladene Atomkern Protonen enthält
- 1915 Arnold Sommerfeld entwickelt ein modifiziertes Bohrsches Atommodell mit elliptischen Bahnen zur Erklärung der relativistischen Feinstruktur
- 1916 Gilbert N. Lewis und Irving Langmuir formulieren ein Elektronenschalenmodell der chemischen Bindung
- 1917 Albert Einstein führt die Idee der stimulierten Strahlungsemission ein
- 1918 Ernest Rutherford bemerkt, dass seine Szintillationsdetektoren beim Einschießen von Alphateilchen in Stickstoffgas die Signaturen von Wasserstoffkernen zeigten .
- 1921 Alfred Landé führt den Landé g-Faktor ein
- 1922 Arthur Compton Studien Röntgenphotonenstreuung von Elektronen , die den ‚Teilchen‘ Aspekt der elektromagnetischen Strahlung zeigen.
- 1922 Otto Stern und Walther Gerlach zeigen „ Spinquantisierung “
- 1923 Lise Meitner entdeckt das sogenannte Auger-Verfahren
- 1924 Louis de Broglie schlägt vor, dass Elektronen zusätzlich zu ihren „Teilchen“-Eigenschaften wellenartige Eigenschaften haben können; der Welle-Teilchen-Dualismus wurde später auf alle Fermionen und Bosonen ausgedehnt.
- 1924 John Lennard-Jones schlägt ein semiempirisches interatomares Kraftgesetz vor
- 1924 Santiago Antúnez de Mayolo schlägt ein Neutron vor.
- 1924 Satyendra Bose und Albert Einstein führen die Bose-Einstein-Statistik ein
- 1925 Wolfgang Pauli heißt es in das Quantenausschlussprinzip für Elektronen
- 1925 George Uhlenbeck- und Samuel Goudsmit Postulat Elektronenspin
- 1925 Pierre Auger entdeckt das Auger-Verfahren (2 Jahre nach Lise Meitner )
- 1925 Werner Heisenberg , Max Born und Pascual Jordan formulieren die Quantenmatrixmechanik
- 1926 Erwin Schrödinger stellt seine nichtrelativistische Quantenwellengleichung auf und formuliert die Quantenwellenmechanik
- 1926 Erwin Schrödinger beweist, dass die Wellen- und Matrixformulierungen der Quantentheorie mathematisch äquivalent sind
- 1926 Oskar Klein und Walter Gordon stellen ihre relativistische Quantenwellengleichung auf, jetzt die Klein-Gordon-Gleichung
- 1926 Enrico Fermi entdeckt die Spin-Statistik- Verbindung für Teilchen, die heute 'Fermionen' genannt werden, wie das Elektron (von Spin-1/2 ).
- 1926 Paul Dirac führt die Fermi-Dirac-Statistik ein
- 1926 Gilbert N. Lewis führt den Begriff „ Photon “, dachte von ihm als „ Träger der Strahlungsenergie . “
- 1927 Clinton Davisson , Lester Germer und George Paget Thomson bestätigen die Wellennatur der Elektronen
- 1927 Werner Heisenberg stellt das Quantenunsicherheitsprinzip fest
- 1927 Max Born interpretiert die Wahrscheinlichkeit von Wellenfunktionen
- 1927 Walter Heitler und Fritz London führen die Konzepte der Valenzbindungstheorie ein und wenden sie auf das Wasserstoffmolekül an .
- 1927 Thomas und Fermi entwickeln das Thomas-Fermi-Modell
- 1927 Max Born und Robert Oppenheimer führen die Born-Oppenheimer-Näherung ein
- 1928 Chandrasekhara Raman untersucht die optische Photonenstreuung durch Elektronen
- 1928 Paul Dirac stellt seine relativistische Elektronenquantenwellengleichung
- 1928 Charles G. Darwin und Walter Gordon lösen die Dirac-Gleichung für ein Coulomb-Potential
- 1928 Friedrich Hund und Robert S. Mulliken führen das Konzept des Molekülorbitals ein
- 1929 Oskar Klein entdeckt das Klein-Paradox
- 1929 Oskar Klein und Yoshio Nishina leiten den Klein-Nishina-Wirkungsquerschnitt für die hochenergetische Photonenstreuung durch Elektronen her
- 1929 Nevill Mott leitet den Mott-Wirkungsquerschnitt für die Coulomb-Streuung relativistischer Elektronen ab
- 1930 Paul Dirac führt die Elektron-Loch-Theorie ein
- 1930 Erwin Schrödinger sagt die Zitterbewegung
- 1930 Fritz London erklärt die Van-der-Waals-Kräfte als Folge der wechselwirkenden fluktuierenden Dipolmomente zwischen Molekülen
- 1931 John Lennard-Jones schlägt das interatomare Potenzial von Lennard-Jones vor
- 1931 Irène Joliot-Curie und Frédéric Joliot beobachten Neutronenstreuung in Paraffin, interpretieren sie aber falsch
- 1931 Wolfgang Pauli stellt die Neutrino- Hypothese auf, um die scheinbare Verletzung der Energieerhaltung beim Betazerfall zu erklären
- 1931 Linus Pauling entdeckt Resonanzbindungen und erklärt damit die hohe Stabilität symmetrischer planarer Moleküle
- 1931 Paul Dirac zeigt, dass die Ladungsquantisierung erklärt werden kann, wenn magnetische Monopole existieren
- 1931 Harold Urey entdeckt Deuterium mithilfe von Verdampfungskonzentrationstechniken und Spektroskopie
- 1932 John Cockcroft und Ernest Walton spalten Lithium- und Borkerne durch Protonenbeschuss
- 1932 James Chadwick entdeckt das Neutron
- 1932 Werner Heisenberg stellt das Proton-Neutronen-Modell des Kerns vor und erklärt damit Isotope
- 1932 Carl D. Anderson entdeckt das Positron
- 1933 Ernst Stueckelberg (1932), Lev Landau (1932) und Clarence Zener entdecken den Übergang Landau-Zener
- 1933 Max Delbrück schlägt vor, dass Quanteneffekte dazu führen, dass Photonen durch ein externes elektrisches Feld gestreut werden
- 1934 Irène Joliot-Curie und Frédéric Joliot beschießen Aluminiumatome mit Alphateilchen, um künstlich radioaktiven Phosphor zu erzeugen -30
- 1934 Leó Szilárd erkennt, dass nukleare Kettenreaktionen möglich sind
- 1934 Enrico Fermi veröffentlicht ein sehr erfolgreiches Modell des Betazerfalls, bei dem Neutrinos entstehen.
- 1934 Lev Landau sagt Edward Teller, dass nichtlineare Moleküle Schwingungsmoden haben können, die die Entartung eines orbital entarteten Zustands beseitigen ( Jahn-Teller-Effekt ).
- 1934 Enrico Fermi schlägt vor, Uranatome mit Neutronen zu beschießen, um ein 93er Protonenelement zu erzeugen
- 1934 Pavel Cherenkov berichtet, dass Licht von relativistischen Teilchen emittiert wird, die sich in einer nicht szintillierenden Flüssigkeit bewegen
- 1935 Hideki Yukawa präsentiert eine Theorie der Kernkraft und sagt das Skalarmeson voraus
- 1935 Albert Einstein , Boris Podolsky und Nathan Rosen stellen das EPR-Paradoxon auf
- 1935 Henry Eyring entwickelt den Übergangszustand der Theorie
- 1935 Niels Bohr präsentiert seine Analyse des EPR-Paradoxons
- 1936 Alexandru Proca formuliert die relativistischen Quantenfeldgleichungen für ein massives Vektormeson von Spin-1 als Basis für die Kernkräfte
- 1936 Eugene Wigner entwickelt die Theorie der Neutronenabsorption durch Atomkerne
- 1936 Hermann Arthur Jahn und Edward Teller präsentieren ihre systematische Untersuchung der Symmetrietypen, für die der Jahn-Teller-Effekt erwartet wird
- 1937 Carl Anderson beweist experimentell die Existenz des von Yukawas Theorie vorhergesagten Pions.
- 1937 Hans Hellmann findet den Hellmann-Feynman-Satz
- 1937 Seth Neddermeyer , Carl Anderson , JC Street und EC Stevenson entdecken Myonen mithilfe von Nebelkammermessungen der kosmischen Strahlung
- 1939 Richard Feynman findet das Hellmann-Feynman-Theorem
- 1939 Otto Hahn und Fritz Strassmann beschießen Uransalze mit thermischen Neutronen und entdecken Barium unter den Reaktionsprodukten
- 1939 Lise Meitner und Otto Robert Frisch stellen fest, dass bei den Hahn-Straßmann-Experimenten eine Kernspaltung stattfindet
- 1942 Enrico Fermi macht die erste kontrollierte nukleare Kettenreaktion
- 1942 Ernst Stückelberg führt den Propagator in die Positronentheorie ein und interpretiert Positronen als Elektronen negativer Energie, die sich rückwärts durch die Raumzeit bewegen
- 1947 Willis Lamb und Robert Retherford messen die Lamb-Retherford-Verschiebung
- 1947 Cecil Powell , César Lattes und Giuseppe Occhialini entdecken das Pi-Meson, indem sie kosmische Strahlenspuren studieren
- 1947 Richard Feynman präsentiert seinen Propagator-Ansatz zur Quantenelektrodynamik
- 1948 Hendrik Casimir sagt eine rudimentäre anziehende Casimir-Kraft auf einem Parallelplattenkondensator voraus
- 1951 Martin Deutsch entdeckt Positronium
- 1952 David Bohm schlägt seine Interpretation der Quantenmechanik vor
- 1953 Robert Wilson beobachtet Delbruck-Streuung von 1,33 MeV Gammastrahlen an den elektrischen Feldern von Bleikernen
- 1953 Charles H. Townes baut in Zusammenarbeit mit JP Gordon und HJ Zeiger den ersten Ammoniak- Maser
- 1954 Chen Ning Yang und Robert Mills untersuchen eine Theorie des hadronischen Isospins, indem sie lokale Eichinvarianz unter isotopischen Spinraumrotationen fordern , die erste nicht-abelsche Eichtheorie
- 1955 Owen Chamberlain , Emilio Segrè , Clyde Wiegand und Thomas Ypsilantis entdecken das Antiproton
- 1956 Frederick Reines und Clyde Cowan entdecken Antineutrino
- 1956 Chen Ning Yang und Tsung Lee schlagen Paritätsverletzung durch die schwache Kernkraft vor
- 1956 Chien Shiung Wu entdeckt Paritätsverletzung durch die schwache Kraft im zerfallenden Kobalt
- 1957 Gerhart Luders beweist das CPT-Theorem
- 1957 Richard Feynman , Murray Gell-Mann , Robert Marshak und ECG Sudarshan schlagen einen Vektor/Axialvektor (VA) Lagrange für schwache Wechselwirkungen vor.
- 1958 Marcus Sparnaay bestätigt experimentell den Casimir-Effekt
- 1959 Yakir Aharonov und David Bohm sagen den Aharonov-Bohm-Effekt voraus
- 1960 RG Chambers bestätigt experimentell den Aharonov-Bohm-Effekt
- 1961 Murray Gell-Mann und Yuval Ne'eman entdecken die Achtfachen-Wege- Muster, die SU(3) -Gruppe
- 1961 Jeffrey Goldstone betrachtet den Bruch der globalen Phasensymmetrie
- 1962 Leon Lederman zeigt, dass sich das Elektron-Neutrino vom Myon-Neutrino unterscheidet
- 1963 Eugene Wigner entdeckt die grundlegende Rolle von Quantensymmetrien in Atomen und Molekülen
Entstehung und Erfolge des Standardmodells
- 1964 Murray Gell-Mann und George Zweig schlagen das Quark/Aces-Modell vor
- 1964 Peter Higgs betrachtet den Bruch der lokalen Phasensymmetrie
- 1964 John Stewart Bell zeigt, dass alle Theorien der lokalen versteckten Variablen die Bell-Ungleichung erfüllen müssen
- 1964 Val Fitch und James Cronin beobachten CP-Verletzung durch die schwache Kraft beim Zerfall von K-Mesonen
- 1967 Steven Weinberg stellt sein elektroschwaches Modell der Leptonen vor
- 1969 John Clauser , Michael Horne , Abner Shimony und Richard Holt schlagen einen Polarisationskorrelationstest der Bellschen Ungleichung vor
- 1970 Sheldon Glashow , John Iliopoulos und Luciano Maiani schlagen den Charm-Quark vor
- 1971 Gerard 't Hooft zeigt, dass das elektroschwache Modell von Glashow-Salam-Weinberg renormalisiert werden kann
- 1972 Stuart Freedman und John Clauser führen den ersten Polarisationskorrelationstest der Bellschen Ungleichung durch
- 1973 David Politzer und Frank Anthony Wilczek schlagen die asymptotische Freiheit von Quarks vor
- 1974 Burton Richter und Samuel Ting entdecken das J/ψ-Teilchen , das auf die Existenz des Charm-Quarks hindeutet
- 1974 Robert J. Buenker und Sigrid D. Peyerimhoff führen die Multireferenzkonfigurations-Interaktionsmethode ein .
- 1975 Martin Perl entdeckt das Tau-Lepton
- 1977 Steve Herb findet die Upsilon-Resonanz, die auf die Existenz des Beauty/Bottom-Quarks hindeutet
- 1982 Alain Aspect , J. Dalibard und G. Roger führen einen Polarisationskorrelationstest der Bellschen Ungleichung durch , der eine konspirative Polarisatorkommunikation ausschließt
- 1983 Carlo Rubbia , Simon van der Meer und die CERN UA-1-Kollaboration finden die W- und Z-Zwischenvektorbosonen
- 1989 Die Z intermediären Vektor Bosonen Resonanzbreite drei zeigt Quark-lepton Generationen
- 1994 Das CERN LEAR Crystal Barrel Experiment rechtfertigt die Existenz von Glueballs ( exotisches Meson ).
- 1995 Die D0- und CDF- Experimente am Fermilab Tevatron entdecken das Top-Quark .
- 1998 Super-Kamiokande (Japan) beobachtet Beweise für Neutrino-Oszillationen , was darauf hindeutet, dass mindestens ein Neutrino Masse hat.
- 1999 Ahmed Zewail erhält den Nobelpreis für Chemie für seine Arbeiten zur Femtochemie für Atome und Moleküle.
- 2001 Das Sudbury Neutrino Observatory (Kanada) bestätigt die Existenz von Neutrino-Oszillationen.
- 2005 Am RHIC- Beschleuniger des Brookhaven National Laboratory haben sie eine Quark-Gluon-Flüssigkeit mit sehr niedriger Viskosität erzeugt, vielleicht das Quark-Gluon-Plasma
- 2010 Der Large Hadron Collider am CERN nimmt seinen Betrieb mit dem primären Ziel auf, nach dem Higgs-Boson zu suchen .
- 2012 CERN gibt nach Experimenten am Large Hadron Collider die Entdeckung eines neuen Teilchens bekannt, dessen Eigenschaften mit dem Higgs-Boson des Standardmodells übereinstimmen .
Quantenfeldtheorien jenseits des Standardmodells
- 2000 Steven Weinberg . Supersymmetrie und Quantengravitation.
- 2003 Leonid Vainermann. Quantengruppen, Hopf-Algebren und Quantenfeldanwendungen.
- Nichtkommutative Quantenfeldtheorie
- MR Douglas und NA Nekrasov (2001) „ Nichtkommutative Feldtheorie “, Rev. Mod. Phys. 73: 977–1029.
- Szabo, RJ (2003) „ Quantum Field Theory on Noncommutative Spaces “, Physics Reports 378: 207–99. Ein erläuternder Artikel über nichtkommutative Quantenfeldtheorien.
- Nichtkommutative Quantenfeldtheorie, siehe Statistik auf arxiv.org
- Seiberg, N. und E. Witten (1999) " String Theory and Noncommutative Geometry ", Journal of High Energy Physics
- Sergio Doplicher , Klaus Fredenhagen und John Roberts, Sergio Doplicher, Klaus Fredenhagen, John E. Roberts (1995) Die Quantenstruktur der Raumzeit auf der Planck-Skala und Quantenfelder , Commun. Math. Phys . 172: 187–220.
- Alain Connes (1994) Nichtkommutative Geometrie. Akademische Presse. ISBN 0-12-185860-X .
- -------- (1995) "Nichtkommutative Geometrie und Realität", J. Math. Phys. 36: 6194.
- -------- (1996) " Schwerkraft gekoppelt mit Materie und die Grundlage der nichtkommutativen Geometrie ", Comm. Mathematik. Phys. 155:109.
- -------- (2006) " Nichtkommutative Geometrie und Physik ",
- -------- und M. Marcolli , Nichtkommutative Geometrie: Quantenfelder und Motive. Amerikanische Mathematische Gesellschaft (2007).
- Chamseddine, A., A. Connes (1996) " Das Spektralwirkungsprinzip ", Comm. Mathematik. Phys. 182: 155.
- Chamseddine, A., A. Connes, M. Marcolli (2007) " Schwerkraft und das Standardmodell mit Neutrinomischung ", Adv. Theor. Mathematik. Phys. 11: 991.
- Jureit, Jan-H., Thomas Krajewski, Thomas Schücker und Christoph A. Stephan (2007) „ Zum nichtkommutativen Standardmodell “, Acta Phys. Polon. B38: 3181–3202.
- Schücker, Thomas (2005) Kräfte aus der Geometrie von Connes. Vorlesungsnotizen in Physik 659, Springer.
- Nichtkommutatives Standardmodell
- Nichtkommutative Geometrie
Siehe auch
- Geschichte der subatomaren Physik
- Geschichte der Quantenmechanik
- Geschichte der Quantenfeldtheorie
- Geschichte des Moleküls
- Geschichte der Thermodynamik
- Geschichte der Chemie
- Goldenes Zeitalter der Physik