Lịch sử khám phá hạt

Đây là dòng thời gian của những khám phá hạt hạ nguyên tử, bao gồm tất cả các hạt được phát hiện từ trước đến nay được cho là hạt sơ cấp đã chứng minh đến thời điểm hiện tại (các hạt không thể phân chia nhỏ thêm). Bao gồm việc phát hiện ra các hạt tổng hợp và phản hạt có tầm quan trọng lịch sử đặc biệt.

Cụ thể hơn, bao gồm các hạt:

  • Các hạt cơ bản từ Mô hình chuẩn của vật lý hạt cho đến nay đã được quan sát. Mô hình chuẩn là mô hình hành vi hạt toàn diện nhất hiện có. Tất cả các hạt Mô hình Chuẩn bao gồm boson Higgs đã được xác minh và tất cả các hạt quan sát khác là sự kết hợp của hai hoặc nhiều hạt Mô hình Chuẩn.
  • Các phản hạt có lịch sử quan trọng đối với sự phát triển của vật lý hạt, đặc biệt là positron và phản proton. Việc phát hiện ra các hạt này đòi hỏi các phương pháp thí nghiệm rất khác so với các đối tác vật chất thông thường của chúng và đưa ra bằng chứng cho thấy tất cả các hạt đều có phản hạt Một ý tưởng cơ bản cho lý thuyết trường lượng tử, khung toán học hiện đại cho vật lý hạt. Trong trường hợp của hầu hết các khám phá hạt tiếp theo, hạt và chất chống hạt của nó được phát hiện đồng thời.
  • Các hạt tổng hợp là hạt đầu tiên được phát hiện có chứa một trong những thành phần của hạt cơ bản, rất quan trọng đối với sự hiểu biết về vật lý hạt cơ bản.
Mốc thời gian Sự kiện quan trọng
1800 William Herschel phát hiện ra "tia nhiệt"
1801 Johann Wilhelm Ritter đã đưa ra quan sát rõ ràng rằng các tia vô hình nằm ngoài đầu tím của quang phổ nhìn thấy được đặc biệt hiệu quả trong việc làm sáng giấy thấm clorua bạc. Ông gọi chúng là "các tia oxy hóa" để nhấn mạnh khả năng phản ứng hóa học và để phân biệt chúng với "các tia nhiệt" ở đầu kia của quang phổ vô hình (cả hai đều được xác định là photon). Thuật ngữ "tia hóa học" tổng quát hơn đã được sử dụng ngay sau đó để mô tả các tia oxy hóa, và nó vẫn phổ biến trong suốt thế kỷ 19. Các thuật ngữ tia hóa học và nhiệt cuối cùng đã được loại bỏ để ủng hộ bức xạ tia cực tímhồng ngoại.[1]
1895 Phát hiện ra bức xạ cực tím dưới 200 nm, được đặt tên là tia cực tím chân không (sau này được xác định là photon) bởi vì nó được hấp thụ mạnh bởi không khí, bởi nhà vật lý người Đức Victor Schumann[2]
1895 Tia X được tạo ra bởi Wilhelm Röntgen (sau này được xác định là photon)[3]
1897 Electron phát hiện bởi J. J. Thomson[4]
1899 Hạt Alpha phát hiện bởi Ernest Rutherford trong phản ứng phóng xạ uranium[5]
1900 Tia Gamma (một nguồn photon năng lượng cao) Phát hiện bởi Paul Villard trong phân rã uranium[6]
1911 Hạt nhân nguyên tử được xác định bởi Ernest Rutherford, dựa trên sự tán xạ được quan sát bởi Hans GeigerErnest Marsden[7]
1919 Proton phát hiện bởi Ernest Rutherford[8]
1931 Deuteron phát hiện bởi Harold Urey[9][10] (được tiên đoán bởi Rutherford vào năm 1920[11])
1932 Neutron phát hiện bởi James Chadwick[12] (được tiên đoán bởi Rutherford vào năm 1920[11])
1932 Phản electron (hay positron), phản hạt đầu tiên được phát hiện bởi Carl D. Anderson[13] (được đề xuất bởi Paul Dirac vào năm 1927 và Ettore Majorana vào năm 1928)
1937 Muon (hoặc mu lepton) được phát hiện bởi Seth Neddermeyer, Carl D. Anderson, J.C. StreetE.C. Stevenson, sử dụng các phép đo buồng mây của các tia vũ trụ[14] (nó đã bị nhầm với pion cho đến năm 1947[15])
1947 Pion (hoặc pi meson) phát hiện bởi nhóm C. F. Powell, bao gồm César Lattes(tác giả đầu tiên) và Giuseppe Occhialini (tiên đoán bởi Hideki Yukawa vào năm 1935[16])
1947 Kaon (hoặc K meson), Hạt lạ đầu tiên, Phát hiện bởi George Dixon RochesterClifford Charles Butler[17]
1950 Λ
(hoặc lambda baryon) được phát hiện trong một nghiên cứu về tương tác tia vũ trụ[18]
1955 Phản proton phát hiện bởi Owen Chamberlain, Emilio Segrè, Clyde Wiegand, và Thomas Ypsilantis[19]
1956 Electron neutrino phát hiện bởi Frederick ReinesClyde Cowan (được đề xuất bởi Wolfgang Pauli vào năm 1930 để giải thích sự vi phạm rõ ràng về bảo tồn năng lượng trong phân rã beta)[20] Vào thời điểm đó, nó được gọi đơn giản là neutrino vì chỉ có một neutrino được biết đến.
1962 Muon neutrino (hoặc mu neutrino) được chỉ ra là khác biệt với neutrino electron bởi một nhóm đứng đầu là Leon Lederman[21]
1964 Xi baryon phát hiện bởi Brookhaven National Laboratory[22]
1969 Partons (thành phần nội bộ của hadrons) quan sát trong các thí nghiệm tán xạ không đàn hồi sâu giữa các proton và electron tại SLAC;[23][24] điều này cuối cùng đã được liên kết với mô hình quark (được dự đoán bởi Murray Gell-MannGeorge Zweig vào năm 1964) và do đó tạo nên sự khám phá ra quark lên, quark xuốngquark lạ.
1974 J/ψ meson được phát hiện bởi các nhóm do Burton RichterSamuel Ting đứng đầu, chứng minh sự tồn tại của quark charm[25][26] (được đề xuất bởi James BjorkenSheldon Lee Glashow vào năm 1964[27])
1975 Tau được phát hiện bởi một nhóm, đứng đầu là Martin Perl[28]
1977 Upsilon meson được phát hiện tại Fermilab, chứng minh sự tồn tại của quark đáy[29] (được đề xuất bởi KobayashiMaskawa năm 1973)
1979 Gluon quan sát gián tiếp trong các sự kiện ba máy bay tại DESY[30]
1983 bosons W và Z phát hiện bởi Carlo Rubbia, Simon van der Meer, và sự hợp tác của Cern UA1[31][32] (tiên đoán chi tiết bởi Sheldon Glashow, Mohammad Abdus Salam, and Steven Weinberg)
1995 Quark Đỉnh phát hiện bởi Fermilab[33][34]
1995 Phản hydro được tạo và đo lường bằng thí nghiệm LEAR tại CERN[35]
2000 Tau neutrino quan sát trực tiép lần đầu tại Fermilab[36]
2011 Antihelium-4 được sản xuất và đo bằng máy dò STAR; hạt đầu tiên được phát hiện bởi thí nghiệm
2012 Một hạt thể hiện hầu hết các đặc điểm dự đoán của boson Higgs được phát hiện bởi các nhà nghiên cứu tiến hành thí nghiệm Compact Muon SolenoidATLAS tại Máy va chạm Hadron lớn của CERN[37]

Xem thêmSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Hockberger, P. E. (2002). “A history of ultraviolet photobiology for humans, animals and microorganisms”. Photochem. Photobiol. 76 (6): 561–579. doi:10.1562/0031-8655(2002)0760561AHOUPF2.0.CO2. ISSN 0031-8655. PMID 12511035.
  2. ^ The ozone layer protects humans from this. Lyman, T. (1914). “Victor Schumann”. Astrophysical Journal. 38: 1–4. Bibcode:1914ApJ....39....1L. doi:10.1086/142050.
  3. ^ W.C. Röntgen (1895). “Über ein neue Art von Strahlen. Vorlaufige Mitteilung”. Sitzber. Physik. Med. Ges. 137: 1. as translated in A. Stanton (1896). “On a New Kind of Rays”. Nature. 53 (1369): 274–276. Bibcode:1896Natur..53R.274.. doi:10.1038/053274b0.
  4. ^ J.J. Thomson (1897). “Cathode Rays”. Philosophical Magazine. 44 (269): 293–316. doi:10.1080/14786449708621070.
  5. ^ E. Rutherford (1899). “Uranium Radiation and the Electrical Conduction Produced by it”. Philosophical Magazine. 47 (284): 109–163. doi:10.1080/14786449908621245.
  6. ^ P. Villard (1900). “Sur la Réflexion et la Réfraction des Rayons Cathodiques et des Rayons Déviables du Radium”. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences. 130: 1010.
  7. ^ E. Rutherford (1911). “The Scattering of α- and β- Particles by Matter and the Structure of the Atom”. Philosophical Magazine. 21 (125): 669–688. doi:10.1080/14786440508637080.
  8. ^ E. Rutherford (1919). “Collision of α Particles with Light Atoms IV. An Anomalous Effect in Nitrogen”. Philosophical Magazine. 37: 581.
  9. ^ Brickwedde, Ferdinand G. (1982). “Harold Urey and the discovery of deuterium”. Physics Today. 35 (9): 34. Bibcode:1982PhT....35i..34B. doi:10.1063/1.2915259.
  10. ^ Urey, Harold; Brickwedde, F.; Murphy, G. (1932). “A Hydrogen Isotope of Mass 2”. Physical Review. 39: 164–165. Bibcode:1932PhRv...39..164U. doi:10.1103/PhysRev.39.164.
  11. ^ a ă E. Rutherford (1920). “Nuclear Constitution of Atoms”. Proceedings of the Royal Society A. 97 (686): 374–400. Bibcode:1920RSPSA..97..374R. doi:10.1098/rspa.1920.0040.
  12. ^ J. Chadwick (1932). “Possible Existence of a Neutron”. Nature. 129 (3252): 312. Bibcode:1932Natur.129Q.312C. doi:10.1038/129312a0.
  13. ^ C.D. Anderson (1932). “The Apparent Existence of Easily Deflectable Positives”. Science. 76 (1967): 238–9. Bibcode:1932Sci....76..238A. doi:10.1126/science.76.1967.238. PMID 17731542.
  14. ^ S.H. Neddermeyer; C.D. Anderson (1937). “Note on the nature of Cosmic-Ray Particles”. Physical Review. 51 (10): 884–886. Bibcode:1937PhRv...51..884N. doi:10.1103/PhysRev.51.884.
  15. ^ M. Conversi; E. Pancini; O. Piccioni (1947). “On the Disintegration of Negative Muons”. Physical Review. 71 (3): 209–210. Bibcode:1947PhRv...71..209C. doi:10.1103/PhysRev.71.209.
  16. ^ H. Yukawa (1935). “On the Interaction of Elementary Particles”. Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan. 17: 48.
  17. ^ G.D. Rochester; C.C. Butler (1947). “Evidence for the Existence of New Unstable Elementary Particles”. Nature. 160 (4077): 855–857. Bibcode:1947Natur.160..855R. doi:10.1038/160855a0.
  18. ^ The Strange Quark
  19. ^ O. Chamberlain; E. Segrè; C. Wiegand; T. Ypsilantis (1955). “Observation of Antiprotons”. Physical Review. 100 (3): 947–950. Bibcode:1955PhRv..100..947C. doi:10.1103/PhysRev.100.947.
  20. ^ F. Reines; C.L. Cowan (1956). “The Neutrino”. Nature. 178 (4531): 446–449. Bibcode:1956Natur.178..446R. doi:10.1038/178446a0.
  21. ^ G. Danby (1962). “Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos”. Physical Review Letters. 9 (1): 36–44. Bibcode:1962PhRvL...9...36D. doi:10.1103/PhysRevLett.9.36. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  22. ^ R. Nave. “The Xi Baryon”. Hyperphysics. Truy cập ngày 20 tháng 6 năm 2009.
  23. ^ E.D. Bloom (1969). “High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°”. Physical Review Letters. 23 (16): 930–934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  24. ^ M. Breidenbach (1969). “Observed Behavior of Highly Inelastic Electron-Proton Scattering”. Physical Review Letters. 23 (16): 935–939. Bibcode:1969PhRvL..23..935B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  25. ^ J.J. Aubert (1974). “Experimental Observation of a Heavy Particle J”. Physical Review Letters. 33 (23): 1404–1406. Bibcode:1974PhRvL..33.1404A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1404. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  26. ^ J.-E. Augustin (1974). “Discovery of a Narrow Resonance in e+e Annihilation”. Physical Review Letters. 33 (23): 1406–1408. Bibcode:1974PhRvL..33.1406A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1406. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  27. ^ B.J. Bjørken; S.L. Glashow (1964). “Elementary Particles and SU(4)”. Physics Letters. 11 (3): 255–257. Bibcode:1964PhL....11..255B. doi:10.1016/0031-9163(64)90433-0.
  28. ^ M.L. Perl (1975). “Evidence for Anomalous Lepton Production in e+e Annihilation”. Physical Review Letters. 35 (22): 1489–1492. Bibcode:1975PhRvL..35.1489P. doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  29. ^ S.W. Herb (1977). “Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions”. Physical Review Letters. 39 (5): 252–255. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  30. ^ D.P. Barber (1979). “Discovery of Three-Jet Events and a Test of Quantum Chromodynamics at PETRA”. Physical Review Letters. 43 (12): 830–833. Bibcode:1979PhRvL..43..830B. doi:10.1103/PhysRevLett.43.830. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  31. ^ J.J. Aubert et al. (European Muon Collaboration) (1983). “The ratio of the nucleon structure functions F2N for iron and deuterium”. Physics Letters B. 123 (3–4): 275–278. Bibcode:1983PhLB..123..275A. doi:10.1016/0370-2693(83)90437-9.
  32. ^ G. Arnison et al. (UA1 collaboration) (1983). “Experimental observation of lepton pairs of invariant mass around &0000000000000095.00000095 GeV/c2 at the CERN SPS collider”. Physics Letters B. 126 (5): 398–410. Bibcode:1983PhLB..126..398A. doi:10.1016/0370-2693(83)90188-0.
  33. ^ F. Abe et al. (CDF collaboration) (1995). “Observation of Top quark production in p–p Collisions with the Collider Detector at Fermilab”. Physical Review Letters. 74 (14): 2626–2631. arXiv:hep-ex/9503002. Bibcode:1995PhRvL..74.2626A. doi:10.1103/PhysRevLett.74.2626. PMID 10057978.
  34. ^ S. Arabuchi et al. (D0 collaboration) (1995). “Observation of the Top Quark”. Physical Review Letters. 74 (14): 2632–2637. arXiv:hep-ex/9503003. Bibcode:1995PhRvL..74.2632A. doi:10.1103/PhysRevLett.74.2632. PMID 10057979.
  35. ^ G. Baur (1996). “Production of Antihydrogen”. Physics Letters B. 368 (3): 251–258. Bibcode:1996PhLB..368..251B. doi:10.1016/0370-2693(96)00005-6. Đã bỏ qua tham số không rõ |displayauthors= (gợi ý |display-authors=) (trợ giúp)
  36. ^ “Physicists Find First Direct Evidence for Tau Neutrino at Fermilab” (Thông cáo báo chí). Fermilab. ngày 20 tháng 7 năm 2000. Truy cập ngày 20 tháng 3 năm 2010.
  37. ^ Boyle, Alan (ngày 4 tháng 7 năm 2012). “Milestone in Higgs quest: Scientists find new particle”. MSNBC. MSNBC. Bản gốc lưu trữ ngày 7 tháng 7 năm 2012. Truy cập ngày 5 tháng 7 năm 2012.
  • V.V. Ezhela; và đồng nghiệp (1996). Particle Physics: One Hundred Years of Discoveries: An Annotated Chronological Bibliography. Springer-Verlag. ISBN 1-56396-642-5.