624-547 v. Chr. Thales von Miletus postulierte Wasser als die Grundsubstanz der Erde. Ausserdem war er mit der anziehenden Kraft von Magneten und Bernstein, der an der Oberfläche gerieben wird, vertraut.
580-500 v. Chr. Pythagoras hielt die Erde für eine Kugel. Er suchte nach einem mathematischen Verständnis des Universums.
500-428 v. Chr., 484-424 v. Chr. Anaxagoras und Empedokles. Anaxagoras löste den griechschen Streit über die Erzeugung und die Vernichtung von Materie aus, indem er lehrte, dass die Veränderung von Materie auf verschiedenen Arten von unteilbaren Teilchen beruht (seine Lehre ist ein Vorläufer des Gesetzes vom Erhalt der Materie). Empedokles beschränkte die unteilbaren Teilchen auf die vier Elemente: Erde, Luft, Feuer und Wasser.
460 - 370 v. Chr. Demokrit entwickelte die Theorie, dass das Universum aus leerem Raum und einer (fast) unendlichen Zahl unteilbarer Teilchen besteht, die sich voneinander in Form, Position und Anordnung unterscheiden. Alle Materie besteht aus unteilbaren Teilchen, den Atomen.
384-322 v. Chr. Aristoteles hat ein Lehrgebäude errichtet, nach dem man Wissenschaft betreibt. Er hat die Deduktion als das Mittel der Wissenschaft propagiert. Während es schwierig ist, Aristoteles ein spezielles Thema zuzuordnen, ist es sein Verdienst, dass die Grundlagen der Wissenschaft über tausende von Jahren erhalten blieben.
310-230 v. Chr. Aristarchus beschrieb den Aufbau der Welt genauso wie Kopernikus 2000 Jahre später. Jedoch wurde aufgrund der etablierten Lehrmeinung, basierend auf Aristoteles, das heliozentrische Modell von Aristarchus gegenüber dem geozentrischen Modell zurückgewiesen.
287-212 v. Chr. Archimedes war ein Pionier der theoretischen Physik. Von ihm stammen die Grundlagen der Hydrostatik.
70-147 n. Chr. Ptolemäus von Alexandria sammelte das Wissen seiner Zeit über die Optik. Er beschrieb die Bewegung der Planeten, wie sie ein irdischer Beobachter wahrnimmt, durch ein geschicktes mathematisches Modell.
1214 - 1294 n. Chr. Roger Bacon lehrte, dass man, um etwas über die Geheimnisse der Natur herauszufinden, zuerst Beobachtungen machen muss.
1473 - 1543 n. Chr. Nikolaus Kopernikus legte das Modell vor, dass sich die Planeten auf Kreisbahnen um die Sonne bewegen.
1564 - 1642 Galileo Galilei wird von vielen als der Begründer naturwissenschaftlichen Methode betrachtet. Das Experiment wird bei ihm zum festen Bestandteil physikalischer Denkweisen. Berühmt ist er für seine Entdeckungen am Himmel (Jupitermonde, Sonnenflecken u.v.m.) und seine Arbeiten über die Mechanik, die den Weg für Newton ebneten. 1546 - 1601,
1571 - 1630 Tycho Brahe und Johannes Kepler. Brahe`s genaue Himmelsbeobachtungen und Aufzeichungen erlaubten es Kepler, seine Vorstellung der Bewegung der Planeten auf elliptischen Bahnen zu entwickeln.
1642 - 1727 Sir Isaac Newton formulierte seine berühmten Gesetze zur Mechanik und entdeckte die Gravitation als grundlegende Eigenschaft der Materie.
Ab hier sollen die Eintragungen der Entwicklung der Atomistik gewidmet sein, also dem Ringen um das atomare Weltbild mit Namen wie Dalton, Avogadro, Faraday, Boltzmann....
1773 - 1829 Thomas Young entwickelte die Wellentheorie und beschrieb die Interferenz von Licht.
1791 - 1867 Michael Faraday erfand den Elektromotor und lieferte die Erklärung der elektromagnetischen Induktion, die den Beweis für den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus darstellt. Zusätzlich entdeckte er die Elektrolyse und beschrieb den Energieerhaltungssatz.
1799 - 1878 Joseph Henrys Forschung über die elektromagnetische Induktion wurde zur gleichen Zeit präsentiert, wie Faraday`s. Er konstruierte den ersten Elektromotor und seine Arbeit mit Elektromagneten führte direkt zur Entwicklung des Telegraphen.
1873 James Clerk Maxwells wichtige Forschungen beinhalten drei Bereiche:
Das Farbensehen, die Theorie über Moleküle und die Theorie des Elektromagnetismus. Die Idee der Lichtausbreitung im Vakuum bestärkte Maxwells Theorie vom Elektromagnetismus.
1874 George Johnstone Stoney (1826 - 1911) beschrieb eine Theorie über das "Atom der Elektrizität" und gab ihm zusammen mit Helmholtz den Namen Elektron.
1895 Wilhelm Röntgen entdeckte die "Röntgen"-Strahlen.
1898 Marie und Pierre Curie gewinnen reine radioaktive Elemente aus entsprechendem Material.
1898 Joseph J. Thomson stellte Messungen über das Elektron an und propagierte sein "Rosinenkuchen"-Atommodell, in dem das Atom als eine gleichmässig positiv geladene Kugel dargestellt wird, mit kleinen - wie Rosinen im Kuchen - eingestreuten Elektronen.
1900 Max Planck führte die Quantisierung elektromagnetischer Strahlung ein. Dies war die Geburt der Quantentheorie.
1905 Albert Einstein, einer der wenigen Physiker, die Plancks Ideen ernst nahmen, führte den Begriff des Photons als des Quants der elektromagnetischen Strahlung ein.
Einstein veröffentlichte die spezielle Relativitätstheorie. Sie erweiterte die Newtonsche Mechanik und ist zusammen mit der aus ihr folgenden Äquivalenz von Masse und Energie die Basis für die Theorie der Elementarteilchen.
1909 Hans Geiger und Ernest Marsden, unter der Anleitung von Ernest Rutherford, streuten Alpha-Teilchen an einer Gold-Folie und beobachteten unerwartet grosse Streuwinkel (die Abbildung rechts zeigt die Messapparatur). Sie vermuteten daraufhin, dass Atome sehr dichte, kleine, positiv geladene Kerne besitzen.
1911 Ernest Rutherford schloss endgültig auf einen kompakten Atomkern als Ergebnis der Streuexperimente, die von Hans Geiger and Ernest Marsden durchgeführt wurden.
1912 Albert Einstein entwickelt die allgemeine Relativitätstheorie. Sie verknüpft die Gravitation mit der Struktur von Raum und Zeit.
1913 Niels Bohr stellt sein Atommodell vor, den ersten erfolgreichen Versuch, den Quantenbegriff auf den Atombau anzuwenden.
1919 Ernest Rutherford gelang der erste Nachweis für die Existenz des Protons.
1921 James Chadwick und E.S. Bieler folgerten, dass der Atomkern von einer unbekannten sehr "starken" Kraft zusammengehalten wird.
1923 Arthur Compton entdeckte das quantenhafte Verhalten der Röntgenstrahlung. Dies war eine weitere Bestätigung der Teilcheneigenschaft dieser extrem kurzwelligen Strahlung.
1924 Louis de Broglie schlug die Welleneigenschaft von Teilchen vor.
1925 Wolfgang Pauli formulierte das "Pauli-Prinzip" (oder "Pauli-Verbot") für Elektronen im Atom.
1926 - 1928 Bohr, Born, Dirac, Heisenberg, Pauli und Schrödinger entwickeln und deuten die Quantenmechanik. Dies markiert den Beginn der Entwicklung eines neuen physikalischen Weltbildes.
1926 Erwin Schrödinger entwickelte die Wellenmechanik mit der nach ihm benannten Wellengleichung, die das Verhalten von Bosonen-Systemen beschreibt. Max Born lieferte die Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Quantenmechanik.
1927 Bestimmte Stoffe, die Elektronen emittieren (Beta-minus-Zerfall), wurden beobachtet. Da man wusste, dass Atome und Kerne diskrete Energie-Spektren besitzen, war es schwierig zu verstehen, dass die emittierten Elektronen ein kontinuierliches Spektrum besitzen können (siehe dazu auch Text zu 1930)
1927 Werner Heisenberg entwickelte zusammen mit Max Born und Pascal Jordan die Matrizenmechanik. Er formulierte die Unschärferelation.
1928 Paul Dirac verband die Quantenmechanik mit der speziellen Relativitätstheorie, um das Elektron zu beschreiben.
1930 Die Quantenmechantik und die spezielle Relativitätstheorie hatten sich durchgesetzt. Es gab drei fundamentale Teilchen: Protonen, Elektronen und Photonen. Max Born sagte, nachdem er Diracs Gleichung kennengelernt hatte, "Die Physik, so wie wir sie bisher kannten, wird es in 6 Monaten nicht mehr geben."
1930 Wolfgang Pauli schlug das Neutrino zur Erklärung des kontinuierlichen Energiespektrums der Elektronen beim Beta-Zerfall vor.
1931 Paul Dirac erkannte, dass die positiv geladenen Teilchen, die seine Gleichung forderte, noch unbekannt sein mussten. Er nannte sie Positronen. Sie mussten exakt wie Elektronen sein, nur positiv geladen. Das war das erste Beispiel für ein Antiteilchen.
1932 James Chadwick entdeckte das Neutron. Die Mechanismen der Kernbindung und des Kernzerfalls wurden Forschungsschwerpunkte. Dies markiert den Beginn der Kernphysik.
1933-34 Enrico Fermi schuf eine Theorie des Beta-Zerfalls und der schwachen Wechselwirkung. Sie ist die erste Theorie, die explizit Neutrinos und die Flavour-Änderung von Teilchen einbezieht.
1933-34 Hideki Yukawa kombinierte Relativität und Quantentheorie um die Wechselwirkung innerhalb des Atomkerns durch den Austausch neuer Teilchen (p-Mesonen) zwischen Protonen und Neutronen zu beschreiben. Aus der Grösse des Kerns schloss Yukawa, dass die vermuteten Mesonen eine etwa 200-mal grössere Masse als die Elektronen besitzen mussten. Dies war der Beginn der Mesonen-Theorie der Kernkräfte.
1937 Ein Teilchen, mit der 200-fachen Elektronenmasse wurde in der Höhenstrahlung gefunden. Es wurde von den Physikern zuerst für das von Yukawa postulierte p-Meson gehalten, später stellte man aber fest, dass es sich um das Müon handelte.
1946-47 Physiker erkannten, dass das in der Höhenstrahlung gefundene Teilchen nicht Yukawas p-Meson ist, sondern ein neues Teilchen, das sie Müon nannten, das erste Teilchen der II. Generation von Elementarteilchen. Diese Entdeckung war völlig unerwartet, so dass I.I. Rabi die Entdeckung mit den Worten "who ordered that?" ("wer hat das bestellt?") kommentierte. Der Begriff "Lepton" wurde für Teilchen eingeführt, die nicht stark wechselwirken.
1947 Entdeckung des p-Mesons in der kosmischen Strahlung.
1947 Überwindung von Divergenzproblemen in der Quantentheorie der elektromagnetischen Wechselwirkung (QED). Einführung der Feynman-Diagramme. Berechnung des Lamb-shifts.
1948 Im Berkley-Synchro-Zyklotron wurde zum ersten Mal ein p-Meson künstlich erzeugt.
1949 Entdeckung des K+ - Mesons über seinen Zerfall
1950 Das neutrale p-Meson wurde entdeckt.
1951 Zwei neue Teilchen wurden in der Höhenstrahlung entdeckt. Man entdeckte sie durch ihre V-förmige Spur, die sie in Detektoren hinterliessen und rekonstruierte daraus, dass ein elektrisch neutrales Teilchen in zwei geladene Teilche zerfallen sein musste. Die Teilchen wurden L0 und K0 genannt.
1952 Entdeckung der ersten Nukleonresonanz D(1232).
1952 Donald Glaser erfand die Blasenkammer. Das Brookhaven Cosmotron, ein 1,3 GeV Beschleuniger nahm seinen Betrieb auf.
1953 Gefördert durch die Blasenkammertechnik werden in den folgenden Jahren zahlreiche neue instabile Teilchen ("Resonanzen") entdeckt.
1953 Einführung der Strangeness (Seltsamkeit) durch Gell-Mann und Nishijima, um gewisse Eigenschaften der neu entdeckten Teilchen zu erklären.
1953 - 57 Streuexperimente von Elektronen an Protonen enthüllten eine ausgedehnte Ladungsstruktur innerhalb des Protons von etwa 10-15 m Grösse. Die Beschreibung der elektromagnetischen Struktur von Proton und Neutron weist auf eine innere Struktur dieser Teilchen hin. Trotzdem wurden sie auch weiterhin als elementare Teilchen betrachtet.
1954 C.N. Yang und Robert Mills entwickeln eine neue Klasse von Theorien, die soganannten "Eichtheorien". Obwohl es zu dieser Zeit noch nicht klar war, schufen diese Theorien die Basis des heutigen Standard-Modells.
1957-59 Julian Schwinger, Sidney Bludman und Sheldon Glashow schlugen in verschiedenen Abhandlungen vor, dass die schwache Wechselwirkung durch geladene schwere Bosonen (später W+ und W- genannt) vermittelt wird. Yukawa hatte schon 20 Jahre zuvor den Austausch von Bosonen diskutiert, aber dann das p-Meson als Vermittler der starken Wechselwirkung eingeführt.
1961 Einführung eines Klassifizierungsschemas für die Vielzahl der entdeckten Elementarteilchen anhand der mathematischen SU(3)-Gruppe. Man nennt diese Einordnung in sich ergebenden "Mustern" auch den "Achtfachen Weg". Dies liefert die mathematische Grundlage für das Quarkmodell. Voraussage des W- - Baryons mit Strangeness S = -3.
1962 Ein Experiment in Brookhaven zeigt, dass es zwei verschiedene Neutrino-Arten gibt, das Elektron- und Müon-Neutrino. Dies wurde schon vorher aufgrund theoretischer Überlegungen vermutet.
1964 Entdeckung des W- in einem Blasenkammerexperiment in Brookhaven. Dies ist eine wesentliche Stütze der Symmetrieüberlegungen, die zum Quarkmodell führten.
1964 Murray Gell-Mann und George Zweig schlugen Quarks als elementare Bausteine von Mesonen und Baryonen vor. Sie führten drei Sorten von Quarks ein, up, down und strange (u, d, s) mit dem Spin 1/2 und den elektrischen Ladungen +2/3 (u), -1/3 (d) und -1/3 (s) (es hat sich herausgestellt, dass diese Theorie noch sehr unzureichend war).
1964 Aufgrund der bestimmten Form der Anordnung der Leptonen wurde in mehreren Abhandlungen die Existenz eines vierten Quarks neuen Flavours angesprochen, um bei den Quarks das gleiche Muster wie bei den Leptonen (damals vier Stück) zu erhalten. Nur sehr wenige Physiker zogen diese mögliche Existenz zu dieser Zeit ernsthaft in Erwägung. Sheldon Glashow und James Bjorken postulierten ein viertes Quark und prägten dafür den Begriff "charm" (c; el. Ladung -1/3), weil der Glaube an seine Existenz ein ausgesprochen "charmanter" Gedanke war.
1965 O.W. Greenberg, M.Y. Han und Yoichiro Nambu führten die Quark-Eigenschaft der Farbladung (kurz: Farbe) ein. Alle beobachteten Hadronen sind farbneutral bzw. weiss da sich die Quarks in ihnen zu farbneutralen Kombinationen zusammenfügen.
...1966... Die Einführung des Quarkmodells findet nur sehr zögerlich statt, weil Quarks nicht beobachtet werden konnten. Sie gelten zunächst eher als ein mathematisches Erklärungsgerüst für die Systematik der Teilchen.
1967 Steven Weinberg und Abdus Salam fanden unabhängig voneinander eine Theorie, die die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung zur elektroschwachen Wechselwirkung vereinigt. Ihre Theorie forderte die Existenz eines neutralen, schwach wechselwirkenden Austauschbosons (heute Z0 genannt), das die schwache Wechselwirkung vermittelt und zu dieser Zeit noch unentdeckt war. Ausserdem erfordert die Theorie ein zusätzliches sehr schweres Boson, das sogenannte Higgs-Boson, das bis heute (1998) noch nicht gefunden wurde.
1968-69 Am Stanford Linear Accelerator (SLAC), in einem Experiment, bei dem Elektronen an Protonen gestreut wurden, schienen die Elektronen an kleinen harten Kernen innerhalb des Protons abzuprallen. James Bjorken und Richard P. Feynman interpretierten diese Daten im Sinne eines Modells von im Proton enthaltenen Teilchen. Sie benutzten dabei nicht den Begriff Quark, sondern nannten die Bestandteile noch Partonen. Es war aber bald klar, dass dieses Experiment ein deutlicher Beweis für die Existenz von Quarks im Proton war.
1970 Sheldon Glashow, John Iliopoulos und Luciano Maiani erkannten die Bedeutung eines vierten Quarks im Zusammenhang mit dem Standard-Modell. Ein viertes Quark erlaubt eine Theorie, die eine Flavour-erhaltende, durch Z0 vermittelte schwache Wechselwirkung zulässt.
1973 Entdeckung der neutralen schwachen Ströme (schwache Wechselwirkung ohne Ladungsaustausch) in einem Neutrinoexperiment am CERN. Diese Wechselwirkung wird durch das Z0 - Boson vermittelt.
1973 Eine Quantenfeldtheorie für die starke Wechselwirkung wurde formuliert. Diese Theorie über Quarks und Gluonen (heute ein Teil des Standard-Modells) ist in seiner Struktur der Quantenelektrodynamik (QED) sehr ähnlich, da die starke Wechselwirkung aber mit Farbladungen verbunden ist, wurde sie Quantenchromodynamik (QCD) genannt. Quarks sind Teilchen, die Farbladung tragen. Gluonen sind die masselosen Quanten des Felds der starken Wechselwirkung.
1973 David Politzer, David Gross und Frank Wilczek entdeckten, dass die Farb-Theorie der starken Wechlerwirkung eine besondere Eigenschaft hat, die heute als "asymptotische Freiheit" bezeichnet wird. Diese Eigenschaft ist für die Beschreibung der Messergebnisse von 1968-69 (Bestandteile des Protons) sehr wichtig, weil sie erklärt, warum die Kräfte zwischen Quarks bei grossen Impulsübertragungen klein sind.
1974 In einer zusammenfassenden Besprechung für eine Konferenz präsentierte John Iliopoulos zum ersten Mal in einem einzelnen Artikel das aktuelle Modell der Teilchenphysik, heute Standard-Modell genannt.
1974 (Nov.) Burton Richter und Samuel Ting, beide leiteten unabhängige Experimente, verkündeten am selben Tag die Entdeckung des gleichen neuen Teilchens. Ting und seine Gruppe in Brookhaven nannten das Teilchen das "J-Teilchen", Richter und seine Gruppe nannten es "Y". Da die Entdeckungen völlig gleichwertig waren, wurde das Teilchen J/Y genannt. Das J/Y-Teilchen ist ein charm/Anticharm-Meson (das sogenannte Charmonium). Dies markiert die experimentelle Entdeckung des c-Quarks.
1976 Entdeckung des D0-Mesons in einem Speicherringexperiment am SLAC. Es ist die Kombination eines c-Quarks mit einem leichten Quark. Da die theoretische Vorhersage des D0 erstaunlich gut mit den Ergebnissen der Messungen übereinstimmte war diese Entdeckung eine weitere Stütze des Quark-Modells.
1976 Das Tauon (t-Lepton) wurde in einem Speicherringexperiment am SLAC entdeckt. Da dieses Lepton das erste gefundene Teilchen der III. Generation der Materie war, kam es völlig unerwartet.
1977 Leon Lederman und seine Mitarbeiter am Fermilab entdeckten noch ein weiteres Quark ("bottom"-Quark b) mit Ladung -1/3 in einem gebundenen Zustand Y aus b und Anti-b. Da die Physiker nun auch für die III. Generation der Materie ein zweites Quark erwarteten, gab diese Entdeckung den Anstoss für die Suche nach dem sechsten Quark, dem "top"-Quark.
1979 Der experimentelle Beweis für die Existenz von Gluonen, den Quanten der starken Wechselwirkung, wurde am PETRA-Speicherring bei DESY in Hamburg erbracht.
1983 Die Austauschbosonen W± und Z0, die von der Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung gefordert werden, wurden in zwei Experimenten am CERN Proton-Antiproton-collider gefunden, in dem Protonen und Antiprotonen in einem gemeinsamen Ring aufeinanderprallen.
1989 Experimente, die an SLAC und CERN durchgeführt wurden, geben einen starken Hinweis darauf, dass es nur drei Generationen von Elementarteilchen gibt. Dies ergibt sich daraus, dass die Z0-Lebensdauer nur mit der Existenz von genau drei extrem leichten oder masselosen Neutrinos vereinbar ist.
1995 Nach 18-jähriger Suche an vielen Beschleunigereinrichtungen, entdeckte man endlich am Fermilab das top-Quark mit der unerwartet hohen Masse von 175 GeV/c2. Niemand versteht, dass sich die Masse so stark von der der anderen fünf Quarks unterscheidet.
"Letzte Änderung dieser Seite am 10. Juni 2014"