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原子・亜原子物理学の年表

原子物理学および亜原子物理学の年表

紀元前

紀元前600年ごろカナーダが4種類の原子の存在を理論化する。これらは複合して二原子分子や三原子分子を作り出すことができる。
紀元前430年ごろデモクリトスが分割できない基本粒子について思索し、それらを「原子」と言う。
紀元前200年ごろジャイナ教が生成も破壊もできない原子をParamanuと言う。これは永遠、すなわち過去にも存在し、現在も存在し未来も存在し続けるものである。これは物理的存在の永久的な基礎である。全ての物理的存在はこれらの究極の原子で構成されている。

化学の起こり

1766年ヘンリー・キャヴェンディッシュが水素を発見・研究する
1778年カール・シェーレとアントワーヌ・ラヴォアジェが大気の大部分が窒素と酸素で構成されていることを発見
1781年ジョゼフ・プリーストリーが水素と酸素を発火させることで水を生成する
1800年ウィリアム・ニコルソンとアンソニー・カーライルが電気分解を用いて水を水素と酸素に分離する
1803年ジョン・ドルトンが原子の考えを化学に導入し、物質は異なる重さの原子で構成されると述べた
1805年ごろトマス・ヤングが光を用いて二重スリット実験を行う
1811年アメデオ・アヴォガドロが同量の気体には同数の分子が含まれると主張する
1832年マイケル・ファラデーが電気分解の法則を述べる
1871年ドミトリ・メンデレーエフが周期表を体系的に調査し、ガリウム、スカンジウム、ゲルマニウムの存在を予言する
1873年ヨハネス・ファン・デル・ワールスが分子間に働く弱い引力の概念を導入する
1885年ヨハン・バルマーが観測された水素線波長の数式表現を発見する
1887年ハインリヒ・ヘルツが光電効果を発見する
1894年レイリー卿とウィリアム・ラムゼーが空気から窒素と酸素を取り除いた後に残った気体を分光法により分析することでアルゴンを発見する
1895年ウィリアム・ラムゼーがウラン崩壊により生成された気体を分光法で分析することにより、地球上にあるヘリウムを発見する
1896年アンリ・ベクレルがウランの放射能を発見する
1896年ピーター・ゼーマンが、ナトリウムが強い磁極と炎の中にあるときのナトリウムD線分裂を研究する
1897年エミール・ヴィーヘルト、Walter Kaufmann、J・J・トムソンが電子を発見する
1898 ウィリアム・ラムゼーとMorris Traversがネオンと負に電荷したベータ粒子を発見する

古典力学の年表

量子力学の時代

1887年ハインリヒ・ヘルツが光電効果を発見する。これは後に光の量子の点から行われたアインシュタインの説明により量子論の発展において非常に重要な役割を果たす
1896年ヴィルヘルム・レントゲンがプラズマ中の電子の研究中にX線を発見する。高エネルギー電磁波の「波動」と考えられていた散乱X線は、1922年にアーサー・コンプトンにより電磁波の「粒子」の側面が実証される
1900年ポール・ヴィラールがウラン崩壊の研究中にガンマ線を発見する
1900年ヨハネス・リュードベリが観測された水素線波長の表現を改良する
1900年マックス・プランクが量子仮説と黒体放射の法則について述べる
1902年フィリップ・レーナルトが最大光電子エネルギーは照射強度に依存せず周波数に依存することを観測する
1902年テオドール・スヴェドベリが分子衝撃の変動がブラウン運動を起こすことを提案する
1905年アルベルト・アインシュタインが光電効果を説明する
1906年チャールズ・バークラが各元素は特有のX線を有し、これらのX線透過度は元素の原子量に関係していることを発見する
1909年ハイス・ガイガーとアーネスト・マースデンが薄い金属箔によるアルファ粒子の大きな角度偏向を発見する
1909年アーネスト・ラザフォードとトマス・ロイズがアルファ粒子がヘリウムの2価陽イオンであることを実証する
1911年アーネスト・ラザフォードがガイガー＝マースデン実験を核原子モデルを使うことで説明し、ラザフォード断面積を導出する
1911年ジャン・ペランがアインシュタインのブラウン運動の理論的説明を試験するための実験的研究において原子と分子の存在を証明している
1911年ステファン・プロコピウが電子の磁気双極子モーメントを測定する
1912年マックス・フォン・ラウエが結晶格子を用いてX線を回折することを提案する
1912年 Walter FriedrichとPaul Knippingが閃亜鉛鉱でX線を回折する
1913年ヘンリー・ブラッグとローレンス・ブラッグが強いX線反射に対するブラッグ条件を解明する
1913年ヘンリー・モーズリーが核電子こそ元素に番号付けする真の基準であることを示す
1913年ニールス・ボーアが原子の量子モデルを発表する
1913年ロバート・ミリカンが電荷の基本単位を測定する
1913年ヨハネス・シュタルクが強磁場が水素のパルマースペクトル線を分裂させることを実証する
1914年ジェイムス・フランクとグスタフ・ヘルツが原子励起を観測する
1914年アーネスト・ラザフォードが陽電荷を帯びた原子核は陽子を含むことを提案する
1915年アルノルト・ゾンマーフェルトが相対論的微細構造を説明するために楕円軌道を持つ修正ボーア原子モデルを開発する
1916年ギルバート・ルイスとアーヴィング・ラングミュアが化学結合の電子核モデルを定式化する
1917年アルベルト・アインシュタインが誘導放出の概念を導入する
1918年アーネスト・ラザフォードがアルファ粒子を窒素気体中に放出するとシンチレーション検出器が水素原子核のサインを示すことに気づく
1921年アルフレッド・ランデがg因子を導入する
1922年アーサー・コンプトンが電子線によるX線光子散乱を研究し、電磁放射の「粒子」の側面を実証する
1922年オットー・シュテルンとWalther Gerlachが「スピン量子化」を示す
1923年リーゼ・マイトナーが現在オージェ過程と呼ばれているものを発見する
1924年ルイ・ド・ブロイが電子は「粒子」特性に加えて「波動」特性を持つということを提案している。粒子と波動の二重性は後にフェルミオンとボソンに拡張される。
1924年ジョン・レナード＝ジョーンズが半経験的原子間力の法則を提案する
1924年サティエンドラ・ボースとアルベルト・アインシュタインがボース-アインシュタイン統計を導入する
1925年ヴォルフガング・パウリが電子の量子排他原理を述べる
1925年ジョージ・ウーレンベックとサミュエル・ゴーズミットが電子のスピンを仮定する
1925年ピエール・オージェがオージェ過程を発見する（リーゼ・マイトナーより2年遅い）
1925年ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンが量子行列力学を定式化する
1926年エルヴィン・シュレーディンガーが非相対論的量子波動方程式を述べ量子波動力学を定式化する
1926年エルヴィン・シュレーディンガーが波動と量子論の行列定式化が数学的には等しいことを証明する
1926年オスカル・クラインとWalter Gordonが相対論的量子波動方程式（現在クライン-ゴルドン方程式として知られる）を述べる
1926年エンリコ・フェルミが電子（スピン1/2）のような現在「フェルミオン」と呼ばれている粒子についてスピン統計関係を発見する
1926年ポール・ディラックがフェルミ-ディラック統計を導入する
1926年ギルバート・ルイスが「光子」という用語を導入する。彼はこれを「放射エネルギーのキャリア」と考えていた
1927年クリントン・デイヴィソン、Lester Germer、ジョージ・トムソンが電子の波動の性質を確認する
1927年ヴェルナー・ハイゼンベルクが量子不確定性原理について述べる
1927年マックス・ボルンが波動関数の確率的性質を解釈する
1927年ヴァルター・ハイトラーとフリッツ・ロンドンが原子価結合理論の概念を導入し水素分子に適用する
1927年トーマスとフェルミがトーマス・フェルミ模型を開発する
1927年マックス・ボルンとロバート・オッペンハイマーがボルン・オッペンハイマー近似を導入する
1928年チャンドラセカール・ラマンが電子による光学光子散乱を研究する
1928年ポール・ディラックが相対論的電子量子波動方程式を述べる
1928年チャールズ・ゴールトン・ダーウィンとWalter Gordonがクーロンポテンシャルについてのディラック方程式を解く
1928年フリードリッヒ・フントとロバート・マリケンが分子軌道の概念を導入する
1929年オスカル・クラインがクラインパラドックスを発見する
1929年オスカル・クラインと仁科芳雄が電子による高エネルギー光子散乱のクライン・仁科断面積を導出する
1929年ネヴィル・モットが相対論的電子のクーロン散乱に対するモット断面積を導出する
1930年ポール・ディラックが電子正孔理論を導入する
1930年エルヴィン・シュレーディンガーがツィッターベヴェーグンクを予測する
1930年フリッツ・ロンドンが分子間で相互作用し変動する双極子モーメントによるファンデルワールス力を説明する
1931年ジョン・レナード＝ジョーンズがレナード－ジョーンズ原子間ポテンシャルを提案する
1931年イレーヌ・ジョリオ＝キュリーとフレデリック・ジョリオがパラフィン中の中性子散乱を観測するが解釈を誤る
1931年ヴォルフガング・パウリがニュートリノ仮説を出しベータ崩壊におけるエネルギー保存の明らかな違反を説明する
1931年ライナス・ポーリングが共鳴結合を発見しこれを用いて対称平面分子の高い安定性を説明する
1931年ポール・ディラックが磁気単極子が存在する場合に電荷の量子化は説明できることを示す
1931年ハロルド・ユーリーが蒸発濃縮法と分光法を用いて重水素を発見する
1932年ジョン・コッククロフトとアーネスト・ウォルトンがプロトン衝撃を用いてリチウムとホウ素の核を分裂させる
1932年ジェームズ・チャドウィックが中性子を発見する
1932年ヴェルナー・ハイゼンベルクが核の陽子-中性子模型を提示しこれを用いて同位体を説明する
1932年カール・Ｄ・アンダーソンが陽電子を発見する
1933年エルンスト・シュテュッケルベルク(1932年)、レフ・ランダウ(1932年)、クラレンス・ツェナーがランダウ・ツェナー遷移を発見する
1933年マックス・デルブリュックが量子効果により光子が外部電場により散乱することを提案する
1934年イレーヌ・ジョリオ＝キュリーとフレデリック・ジョリオがアルミニウム原子にアルファ粒子を照射することで人工的に放射性リン30を作り出す
1934年レオ・シラードが核連鎖反応が可能かもしれないことに気づく
1934年エンリコ・フェルミがニュートリノが生成されたベータ崩壊の非常にうまくいくモデルを発表する
1934年レフ・ランダウがエドワード・テラーに非線形分子は軌道的に縮退した状態の縮退を取り除く振動モードを持つ可能性がある（ヤーン・テラー効果）ことを伝える
1934年エンリコ・フェルミが93陽子元素を作るために中性子をウラン原子に照射することを提案する
1934年パーヴェル・チェレンコフが光らない液体中を移動する相対論的粒子により光が放出されることを報告する
1935年湯川秀樹が核力の理論を提示しスカラー中間子を予測する
1935年アルベルト・アインシュタイン、ボリス・ポドリスキー、ネイサン・ローゼンがEPRパラドックスを発表する
1935年ヘンリー・アイリングが遷移状態理論を発展させる
1935年ニールス・ボーアがEPRパラドックスの分析を発表する
1936年 Alexandru Procaが核力の基礎としてスピン1の質量ベクトル中間子に対して相対論的量子場方程式を定式化する
1936年ユージン・ウィグナーが原子核による中性子吸収の理論を発展させる
1936年ハーマン・アーサー・ヤーンとエドワード・テラーがヤーン・テラー効果が期待される対称形の系統的研究を発表する
1937年カール・アンダーソンが湯川の理論により予測されたπ中間子の存在を実験的に証明する
1937年 Hans Hellmannがヘルマン–ファインマンの定理を発見する
1937年セス・ネッダーマイヤー、カール・アンダーソン、J.C. Street、E.C. Stevensonが宇宙線の霧箱測定を用いてミュー粒子を発見する
1939年リチャード・ファインマンがヘルマン-ファインマンの定理を発見する
1939年オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンがウラン塩に熱中性子を照射し反応生成物の中からバリウムを発見する
1939年リーゼ・マイトナーとオットー・フリッシュがハーン・ストラスマン実験において核分裂が起こっていると決定する
1942年エンリコ・フェルミが最初の制御核連鎖反応を作る
1942年エルンスト・シュテュッケルベルクが陽電子理論に伝播関数を導入し、陽電子を時空を逆方向に移動する負エネルギー電子として解釈する
1943年朝永振一郎が量子電磁力学の基本的物理原理に関する論文を発表する
1947年ウィリス・ラムとRobert RetherfordがLamb–Retherfordシフトを測定する
1947年セシル・パウエル、セザーレ・ラッテス、ジュセッペ・オキャリーニが宇宙線飛跡を調べることでパイ中間子を発見する
1947年リチャード・ファインマンが量子電磁力学に対する伝播関数のアプローチを発表する
1948年 Hendrik Casimirが平行板キャパシタにおける基本的なカシミール引力を予測する
1951年 Martin Deutschがポジトロニウムを発見する
1952年デヴィッド・ボームが量子力学の自身の解釈を発表する
1953年ロバート・ウィルソンが鉛原子核の電場による1.33MeVのガンマ線のデルブリュック散乱を観測する
1953年 Charles H. Townesと共同研究者のJ. P. Gordon、H. J. Zeigerが最初のアンモニアメーザーを作る
1954年楊振寧とロバート・ミルズがアイソスピン空間回転下での局所ゲージ不変性の要請からハドロンのアイソスピンの理論、最初の非アーベルゲージ理論を研究する
1955年オーウェン・チェンバレン、エミリオ・セグレ、Clyde Wiegand、Thomas Ypsilantisが反陽子を発見する
1956年フレデリック・ライネスとクライド・カワンが反ニュートリノを検出する
1956年楊振寧と李政道が弱い核力によるパリティ破れを提案する
1956年呉健雄が崩壊するコバルトの弱い力によるパリティ破れを発見する
1957年 Gerhart LudersがCPT定理を証明する
1957年リチャード・ファインマン、マレー・ゲルマン、ロバート・マーシャク、ジョージ・スダルシャンが弱い相互作用に対してベクトル/軸ベクトル (VA) ラグランジアンを提案する
1958年 Marcus Sparnaayがカシミール効果を実験的に確認する
1959年ヤキール・アハラノフとデヴィッド・ボームがアハラノフ=ボーム効果を予測する
1960年 R.G. Chambersがアハラノフ＝ボーム効果を実験的に確認する
1961年マレー・ゲルマンとユヴァル・ネーマンが八道説、SU(3)群を発見する
1961年ジェフリー・ゴールドストーンが大域相対称性の破れを考える
1962年レオン・レーダ・マンが電子ニュートリノがミューニュートリノと異なることを示す
1963年ユージン・ウィグナーが原子や分子の量子対称性が果たす基本的役割を発見する

標準モデルの成立と成功

1964年マレー・ゲルマンとジョージ・ツワイクがクォーク/エースモデルを提案する
1964年ピーター・ヒッグスが局所相対称性の破れを考える
1964年ジョン・スチュワート・ベルが全ての局所的な隠れた変数理論はベルの不等式を満たす必要があることを示す
1964年ヴァル・フィッチとジェイムズ・クローニンがK中間子の崩壊における弱い力によるCP破れを観測する
1967年スティーヴン・ワインバーグがレプトンの電弱モデルを発表する
1969年ジョン・クラウザー、Michael Horne、Abner Shimony、Richard Holtがベルの不等式の偏光相関検定を提案する
1970年シェルドン・グラショー、John Iliopoulos、ルチャーノ・マイアーニがチャームクォークを提案する
1971年ヘーラルト・トホーフトがグラショー-サラム-ワインバーグ電弱モデルはくりこみ可能であることを示す
1972年スチュアート・フリードマンとジョン・クラウザーrがベルの不等式の最初の偏光相関検定を実行する
1973年デビッド・ポリツァーとフランク・ウィルチェックがクォークの漸近的自由性を提案する
1974年バートン・リヒターとサミュエル・ティンがチャームクォークの存在を暗示するJ/ψ粒子を発見する
1974年 Robert J. BuenkerとSigrid D. Peyerimhoffが多参照配置間相互作用法を導入する
1975年マーチン・パールがタウレプトンを発見する
1977年 Steve Herbがビューティー/ボトムクォークの存在を暗示するウプシロン共鳴を発見する
1982年アラン・アスペ、J. Dalibard、G. Rogerが共謀偏光子通信を取り除くベルの不等式の偏光相関検定を行う
1983年カルロ・ルビア、シモン・ファンデルメールとCERN UA-1の共同研究によりWとZの中間ベクトルボソンが発見される
1989年 Z中間ベクトルボソン共鳴幅により3つのクォーク-レプトン世代が示される
1994年 The CERNのLEARでのクリスタルバレル実験によりグルーボール（異種中間子）の存在が正当化される
1995年フェルミ研究所のテバトロンでのD0実験とCDF実験によりトップクォークが発見される
1998年スーパーカミオカンデが少なくとも1つのニュートリノには質量があることを暗示するニュートリノ振動の証拠を観測する
1999年アハメッド・ズウェイルが原子と分子のフェムト化学に関する研究でノーベル化学賞を受賞する
2001年サドベリー・ニュートリノ天文台がニュートリノ振動の存在を確認する
2005年ブルックヘブン国立研究所のRHIC加速器でクォーク（非常に低い粘度のクォークグルーオン液体、おそらくクォークグルーオンプラズマ）が作り出される
2008年 CERNの大型ハドロン衝突器でこの年に操業を始める予定となる。主な目的はまだ見つかっていないヒッグス粒子を探し出すことである
2012年 CERNが大型ハドロン衝突器での実験ののち、標準模型のヒッグス粒子と一致する特性を持つ新たな粒子の発見を発表する

標準模型を超える量子場理論

2000年スティーヴン・ワインバーグ超対称性と量子重力
2003 Leonid Vainerman. 量子群、ホップ代数、量子場応用
非可換量子場理論
M.R. DouglasとN. A. Nekrasov (2001) "Noncommutative field theory," Rev. Mod. Phys. 73: 977–1029.
Szabo, R. J. (2003) "Quantum Field Theory on Noncommutative Spaces," Physics Reports 378: 207–99. 非可換量子場理論に関する解説記事
Noncommutative quantum field theory, see statistics on arxiv.org
Seiberg, N. and E. Witten (1999) "String Theory and Noncommutative Geometry," Journal of High Energy Physics
Sergio Doplicher, Klaus Fredenhagen and John Roberts, Sergio Doplicher, Klaus Fredenhagen, John E. Roberts (1995) The quantum structure of spacetime at the Planck scale and quantum fields," Commun. Math. Phys. 172: 187–220.
アラン・コンヌ(1994) Noncommutative geometry. Academic Press. ISBN 0-12-185860-X.
-------- (1995) "Noncommutative geometry and reality", J. Math. Phys. 36: 6194.
-------- (1996) "Gravity coupled with matter and the foundation of noncommutative geometry," Comm. Math. Phys. 155: 109.
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-------- and M. Marcolli, Noncommutative Geometry: Quantum Fields and Motives. American Mathematical Society (2007).
Chamseddine, A., A. Connes (1996) "The spectral action principle," Comm. Math. Phys. 182: 155.
Chamseddine, A., A. Connes, M. Marcolli (2007) "Gravity and the Standard Model with neutrino mixing," Adv. Theor. Math. Phys. 11: 991.
Jureit, Jan-H., Thomas Krajewski, Thomas Schücker, and Christoph A. Stephan (2007) "On the noncommutative standard model," Acta Phys. Polon. B38: 3181–3202.
Schücker, Thomas (2005) Forces from Connes's geometry. Lecture Notes in Physics 659, Springer.
非可換標準模型
非可換幾何