La théorie quantique

Particules découvertes entre 1898 et 1964:

1900	Max Planck suggère que les rayonnements sont quantifiables (ils ne peuvent prendre que des valeurs qui sont des multiples d'une valeur élémentaire appelée quantum).
1905	Albert Einstein, l'un des rares scientifiques qui considéra sérieusement les idées de Planck, propose un quantum de lumière (le photon) qui se comporte comme une particule. Les autres théories d'Einstein expliquent l'équivalence de la masse et de l'énergie, la dualité onde-particule des photons, le principe d'équivalence et la relativité restreinte.
1909	Hans Geiger et Ernest Marsden, sous la responsabilité d'Ernest Rutherford, envoient des particules alpha sur une feuille d'or et observent de grands angles de diffusion, ce qui suggère l'existence d'un noyau positivement chargé, petit et dense à l'intérieur de l'atome.
1911	Ernest Rutherford conclut à l'existence du noyau comme résultat de l'expérience de diffusion alpha réalisée par Hans Geiger et Ernest Marsden.
1912	Albert Einstein explique la courbure de l'espace-temps.
1913	Niels Bohr construit la théorie de la structure atomique basée sur des hypothèses quantiques.
1919	Ernest Rutherford prouve l'existence du proton.
1921	James Chadwick et E.S. Bieler concluent qu'une force de grande intensité (dite forte) maintient le noyau uni.
1923	Arthur Compton découvre la nature quantique (particulaire) des rayons X, confirmant que les photons sont des particules.
1924	Louis de Broglie propose des propriétés ondulatoires pour la matière.
1925 (Jan)	Wolfgang Pauli formule le principe d'exclusion pour les électrons à l'intérieur d'un atome.
1925 (Avril)	Walther Bothe et Hans Geiger démontrent que l'énergie et la masse sont conservées dans les processus atomiques.
1926	Erwin Schroedinger développe la mécanique ondulatoire, qui décrit le comportement des systèmes quantiques pour les bosons. Max Born donne une interprétation probabiliste de la mécanique quantique. G.N. Lewis propose le nom de photon pour le quantum de lumière.
1927	Il a été observé que certains matériaux émettaient des électrons (désintégration bêta). L'atome et le noyau ayant des niveaux d'énergie discrets, il était difficile de comprendre comment les électrons produits dans cette transition pouvaient avoir un spectre continu (voir 1930 pour la réponse).
1927	Werner Heisenberg formule le principe d'incertitude : plus vous avez d'informations sur l'énergie d'une particule, moins vous en savez sur le temps durant lequel elle possède cette énergie (et vice versa). Le même principe s'applique avec l'impulsion et la position.
1928	Paul Dirac combine la mécanique quantique et la relativité restreinte pour décrire l'électron.
1930	La mécanique quantique et la relativité restreinte sont bien établies. Il n'y a que trois particules élémentaires : les protons, les électrons et les photons. Max Born, prenant connaissance de l'équation de Dirac, dit : "la physique telle que nous la connaissons sera morte dans six mois".
1930	Wolfgang Pauli suggère l'existence du neutrino pour expliquer le spectre continu des électrons dans la désintégration bêta.
1931	Paul Dirac réalise que les particules chargées positivement requises pour son équation sont des objets nouveaux (il les nomme positrons). Ils sont exactement comme les électrons, mais positivement chargés. C'est le premier exemple d'antiparticules.
1931	James Chadwick découvre le neutron. Les mécanismes de liaison nucléaire et de désintégration deviennent des problèmes majeurs.
1933-34	Enrico Fermi établit la théorie de la désintégration bêta qui introduit l'interaction faible. C'est la première théorie qui utilise explicitement les neutrinos et le changement de saveur des particules.
1933-34	Hideki Yukawa combine la relativité et la théorie quantique pour décrire les interactions nucléaires par l'échange de nouvelles particules (mésons appelés pions) entre protons et neutrons. A partir de la taille du noyau, Yukawa conclut que la masse de ces mésons était supérieure à la masse de 200 électrons. C'est le point de départ de la théorie mésonique des forces nucléaires.
1937	Une particule ayant la masse de 200 électrons est découverte dans les rayonnements cosmiques. Alors qu'au départ les physiciens pensaient que c'était le pion de Yukawa, on découvrit plus tard que c'était un muon.
1938	E.C.G. Stuckelberg observe que les protons et les neutrons ne se désintègrent pas en un ensemble d'électrons, neutrinos, muons ou leurs antiparticules. La stabilité du proton ne peut être expliquée en terme de conservation d'énergie ou de charge; il propose la conservation indépendante des particules lourdes.
1941	C. Moller et Abraham Pais introduisent le mot "nucléon" comme terme générique pour les protons et les neutrons.
1946-47	Les physiciens réalisent que la particule issue du rayonnement cosmique et interprétée comme un méson par Yukawa, est en fait un "muon", la première particule de la seconde génération de particules de matière à être découverte. I. I. Rabi commente "Qui a commandé cela?". Le terme "lepton" est introduit pour décrire les objets qui n'interagissent pas très fortement (les électrons et les muons sont des leptons).
1947	Un méson qui interagit fortement est découvert dans les rayonnements cosmiques, et se révèle être un pion.
1947	Les physiciens développent des procédures pour calculer les propriétés électromagnétiques des électrons, positrons et photons. Introduction des diagrammes de Feynman.
1948	Le synchrocyclotron de Berkeley produit les premiers pions artificiels.
1949	Enrico Fermi et C.N. Yang suggèrent que le pion a une structure composite formée d'un nucléon et d'un antinucléon. Cette idée de particules composites est complètement révolutionnaire.
1949	Découverte du K+ via sa désintégration.
1950	Découverte du pion neutre.
1951	Deux nouveaux types de particules sont découverts dans les rayonnements cosmiques, par l'observation de trajectoires en forme de V, et par la reconstruction d'objets électriquement neutres dont la désintégration produit les deux objets chargés qui laissent les traces. Les particules sont nommées le lambda0 et le K0.
1952	Découverte d'une particule appelée delta : il existe quatre particules similaires (delta++, delta+, delta0, et delta-.)
1952	Donald Glaser invente la chambre à bulles. Le Cosmotron de Brookhaven, un accélérateur de 1,3 GeV, entre en opération.
1953	Le commencement de "l'explosion des particules" - une véritable prolifération de nouvelles particules est découverte.
1953 - 57	La diffusion d'électrons sur des noyaux révèle la distribution de la densité de charge à l'intérieur des protons et des neutrons. La description de cette structure électromagnétique des protons et des neutrons suggère une sorte de structure interne de ces objets, bien qu'ils soient encore considérés comme des particules élémentaires.
1954	C.N. Yang et Robert Mills développent une nouvelle classe de théories appelées "théorie de jauge". Ce type de théorie forme les bases du Modèle Standard.
1957	Julian Schwinger écrit un article proposant l'unification des interactions électromagnétique et faible.
1957-59	Julian Schwinger, Sidney Bludman, et Sheldon Glashow, dans des articles séparés, suggèrent que toutes les interactions faibles sont véhiculées par des bosons lourds chargés, appelés plus tard W+ et W-. Yukawa, 20 ans plus tôt, a été le premier à proposer l'échange de boson, mais il parlait du pion comme médiateur de la force.
1961	Comme le nombre de particules connues ne cesse d'augmenter, une classification mathématique des particules (le groupe SU (3)) aide les physiciens à reconnaître les différents types de particules.
1962	Les expériences vérifient qu'il existe deux types distincts de neutrinos (le neutrino électron et le neutrino muon), ce qui avait été prédit par des considérations théoriques.

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