História kvantovej teórieMain Timeline


Na začiatku dvadsiateho storočia vedci verili tomu, že porozumeli základným princípom prírody. Atómy boli pevnými stavebnými prvkami prírody; Ľudia verili v Newtonove pohybové zákony; väčšina fyzikálnych problémov sa zdala byť vyriešená. Pravda, začínajúc s Einsteinovou teóriou relativity, si vedci začali uvedomovať, že ich poznanie je od úplného ďaleko. Zvláštny záujem bol o rastúce pole pôsobnosti kvantovej mechaniky, ktorá úplne zmenila základné pravidlá fyziky.

Častice objavené v rozpätí rokov 1898–1964:

1900

Max Planck navrhol pozerať sa na žiarenie, ako na kvantované (skladajúceho sa z diskrétnych častí – myšlienka podobná atómom).

1905

Albert Einstein – jeden z mála vedcov, ktorý bral Planckovu predstavu vážne – navrhol existenciu kvánt svetla (fotónov), ktoré sa majú správať ako častice. Iné EInsteinove teórie vysvetlovali ekvivalenciu hmotnosti a energie, časticovo-vlnovú duálnu povahu fotónu, princíp ekvivalencie (účinkov zrýchlenia a gravitačného poľa) a špeciálnu teóriu relativity.

1909

Hans Geiger a Ernest Marsden – pod vedením Ernest Rutherford – rozptyľovali častice alfa na zlatej fólii. Pozorovali rozptyl častíc alfa pod veľkým uhlom a dospeli k záveru, že atóm má kladne nabité husté jadro, v ktorom sa sústreďuje podstatná časť hmoty atómu (častice alfa sa rozptyľujú práve na nich).

1911

Ernest Rutherford dokázal existenciu atómového jadra, ako dôsledok výsledku rozptylového experimentu alfačastíc vykonaného Hansom Geigerom a Ernestom Marsdenom.

1912

Albert Einstein vysvetlil zakrivenie časopriestoru.

1913

Niels Bohr uspel pri konštruovaní teórie štruktúry atómu na základe kvantových ideí.

1919

Ernest Rutherford našiel prvé svedectvo o existencii protónu.

1921

James Chadwick a E.S. Bieler dospeli k poznaniu, že jadro drží pohromade určitá silná sila.

1923

Arthur Compton objavil kvantový (časticový) charakter röntgenových lúčov, čo potvrdilo existenciu fotónov, ako častíc.

1924

Louis de Broglie zastával názor, že hmota má tiež vlnové vlastnosti.

1925 (Jan)

Wolfgang Pauli sformuloval vylučovací princíp pre elektróny v atóme.

1925 (April)

Walther Bothe a Hans Geiger demonštrovali, že energia a hmotnosť sa v atomárnych procesoch zachováva.

1926

Erwin Schroedinger rozpracoval vlnovú mechaniku, ktorá popisovala kvantové systémy pre bozony. Max Born podal pravdepodobnostnú interpretáciu kvantovej mechaniky. G.N. Lewis navrhol meno "fotón" pre kvantum svetla.

1927

Bolo pozorované, že niektoré materiály emitujú (vyžarujú) elektróny (betarozpad). zostalo však záhadou, že ako atóm a jadro – ktoré majú diskrétne hodnoty energie – môže produkovať elektróny, ktorých energetické spektrum nie je diskrétne, je spojité (vysvetlenie pozri v roku 1930)

1927

Werner Heisenberg sformuloval princíp neurčitosti: čím presnejšie poznáme energiu častice, o to menej presne poznáme dobu po ktorú častica túto energiu mala (a naopak). Ten istý princíp platí pre hybnosť a polohu častice.

1928

Paul Dirac skombinoval kvantovú teóriu a špeciálnu teóriu relativity k popisu elektrónu.

1930

Základy kvantovej mechaniky a špeciálnej teórie relativity boli pevne položené. V túto dobu existujú len tri fundamentálne častice: protón, elektrón a fotón. Max Born, po preštudovaní Diracových rovníc prehlásil: "Fyzika, ktorú poznáme dnes, bude do šiestich mesiacov minulosťou".

1930

Wolfgang Pauli navrhol existenciu neutrína na vysvetlenie spojitého spektra elektrónu vznikajúceho v betarozpade.

1931

Paul Dirac si uvedomil, že kladne nabité častice vyžadované jeho rovnicami sú nové objekty (nazval ich pozitróny). Sú presne také ako elektróny, len kladne nabité. Pozitrón je prvá antičastica.

1931

James Chadwick objavil neutrón. Mechanizmus jadrových väzieb a rozpadov sa stal problémom číslo jeden.

1933-34

Enrico Fermi predložil teóriu betarozpadu, ktorá zaviedla slabú interakciu. Je to prvá teória, ktorá zjavne použila neutríno a zmenu chuti častíc..

1933-34

Hideki Yukawa skombinoval teóriu relativity a kvantovú teóriu k popisu jadrových interakcií sprostredkovaných výmenou novej častice (mezónu nazývaného "pión") medzi protónom a neutrónom. Z veľkosti jadra Yukawa dospel k názoru, že hmotnosť predpovedanej častice (mezónov) je okolo 200 násobku hmotnosti elektrónu. Bol to začiatok mezónovej teórie jadrových síl.

1937

V kozmickom žiarení bola objavená častica, ktorej hmotnosť bola približne 200 násobkom hmotnosti elektrónu. Napriek tomu, že fyzici považovali túto časticu za Yukawov pión, neskôr sa ukázalo, že sa jedná o mión – úplne inú časticu.

1938

E.C.G. Stückelberg spozoroval, že protóny a neutróny sa nerozpadajú do žiadnej z kombinácií elektrónov, neutrín, miónov alebo ich antičastíc.

1941

C. Moller a Abraham Pais zaviedli názov "nukleón" pre spoločné pomenovanie protónov a neutrónov.

1946-47

Fyzici zistili, že častica z kozmického žiarenia, ktorú považovali za Yukawov mezón je "mión". Mión je prvá častica z hmotných častíc druhej generácie. Tento objav bol naprosto neočakávaný, čo I.I. Rabi komentoval slovami: "Kto to objednal?!?". Bol zavedený názov "leptón" k popisu objektov, ktoré neinteragujú priliš silne (elektrón i mión sú leptóny).

1947

V kozmickom žiarení bol objavený mezón, ktorý interaguje silne a bol identifikovaný ako pión.

1947

Fyzici vypracovali procedúru, pomocou ktorej mohli spočítať elektromagnetické vlastnosti elektrónov, pozitrónov a fotónov. Boli zavedené Feynmanove diagramy.

1948

Synchrotrónny cyklotrón v Berekely začal produkovať prvé umelé pióny..

1949

Enrico Fermi a C.N. Yang navrhli uvažovať pión za časticu zloženú z nukleónu a antinukleónu. Myšlienka zloženej častice bola naprosto radikálna.

1949

Objav K+ prostredníctvom jeho rozpadu.

1950

Objavený neutrálny pión.

1951

V kozmickom žiarení boli objavené dva druhy nových častíc. Boli objavené pozorovaním stôp tvaru V (v oboch prípadoch). Po rekonštrukcii sa ukázalo, že ramená V sú stopy elektricky nabytých produktov rozpadajúcej sa elektricky neutrálnej častice. Novo objavené častice boli elektricky neutrálne, rozpadajúce sa (každá) do dvoch elektricky nabitých častíc. Častice boli pomenované In der Kosmischen Strahlung werden zwei neue Teilchenarten entdeckt.Kennzeichnend ist die auffäLambda0 a K0.

1952

Objav častíc nazývaných delta: boli celkom štyri veľmi podobné častice (delta++, delta+, delta0, a delta).

1952

Donald Glaser vynaliezol bublinovú komoru. "Brookhaven Cosmotron", urýchľovač s energiou 1.3 GeV zahájil svoju činnosť.

1953

Začiatok "časticovej ezplózie" – pomenovanie lavinovitého objavovania nových častíc.

1953 - 57

Zrážka elektrónov s jadrami odhalilo rozdelenie elektrického náboja vo vnútri protónov a neutrónov. Popis rozdelenia elektrického náboja protónu a neutrónu poukazoval na existenciu ich vnútornej štruktúry – napriek všetkému sa považovali naďalej za fundamentálne častice.

1954

C.N. Yang a Robert Mills vypracovali novú teóriu, nazývanú "kalibračnou teóriou". V tom čase síce nerozpoznali dôležitosť tejto teórie, ale dnes tvorí základ štandardného modelu.

1957

Julian Schwinger napísal článok požadujúci zjednotenie slabej a elektromagnetickej interakcie.

1957-59

Julian Schwinger, Sidney Bludman a Sheldon Glashow, nezávisle od seba predpovedali, že slabá interakcia je prenášaná ťažkými nabytými bozonmi, ktoré sa neskôr nazvali W+ a W. V skutočnosti ako prvý bol Yukawa, ktorý uvažoval o bozonoch ako prenášačoch síl o dvadsať rokov skôr – predpokladal, že prenášačom jadrovej sily je pión.

1961

Tak, ako rástol počet známych častíc, matematická klasifikačná schéma usporadúvajúca častice (do tzv. grupy SU(3)) pomohla fyzikom rozpoznať vzor typov častíc.

1962

Experimenty ukázali, že existujú dva typy neutrín (elektrónové a miónové neutríno). Bolo to predpovedané už z teoretických predpokladov.

Main TimelineNávrat k hlavnej časovej ose