Geschichte

Meilensteine in der Geschichte der experimentellen Elementarteilchenphysik

1897 Entdeckung des Elektrons als Elementarteilchen des elektrischen Stroms durch Joseph J. Thomson mithilfe einer Kathodenstrahlröhre
~1900-1924 Das Photon etabliert sich als Elementarteilchen des Lichts durch wichtige Erkenntnisse der Physiker Max Planck (führte mit dem Planckschen Wirkungsquantum die Quantisierung ein), Albert Einstein (konnte in seiner mit dem Nobelpreis gewürdigten Arbeit über den photoelektrischen Effekt diesen durch die Teilchenhypothese des Lichts erklären) und Arthur H. Compton (demonstrierte, dass sich Licht beim sog. Compton-Effekt wie ein Teilchen verhält).
1912 Der Österreicher Victor F. Hess entdeckt mit seinen Ballonexperimenten die kosmische Strahlung, die - wie sich später herausstellt - aus einer Vielzahl vormals unbekannter Elementarteilchen besteht.
1914 Ernest Rutherford erkennt bei seinen Streuversuchen, dass Atome einen extrem kleinen Kern besitzen, in dem die positive Ladung konzentriert ist. Er formuliert das Rutherfordsche Atommodell und weist 1919 das Proton als Kernteilchen experimentell nach.
1932 Die Existenz des Neutrons als neutrales Kernteilchen wird erstmals von James Chadwick experimentell bestätigt.
Das Positron als Antiteilchen des Elektrons wird von Carl D. Anderson in der kosmischen Strahlung entdeckt und bestätigt damit die schon 1928 von Paul A. M. Dirac postulierte Existenz von Antimaterie.
1937 Carl D. Anderson und Seth H. Neddermeyer entdecken das Myon in der kosmischen Strahlung, das sich als schwererer "Bruder" des Elektrons herausstellt.
1947 Nachdem es bereits 1935 von Hideki Yukawa theoretisch vorhergesagt wurde, wird das Pion nun von Donald H. Perkins ebenfalls in der kosmischen Strahlung entdeckt.
Mit dem Kaon wird das erste seltsame Teilchen entdeckt; die "Seltsamkeit" erklärt sich später dadurch, dass es eine neue Art von Quark enthält, das Strange-Quark, während Proton und Neutron aus den "gewöhnlichen" Up-Quarks und Down-Quarks bestehen.
~ In den folgenden Jahren werden immer mehr neue Elementarteilchen gefunden, so dass man bald vom Teilchenzoo spricht.
1956 Das schon 23 Jahre davor von Wolfgang Pauli zur Erklärung des radioaktiven Beta-Zerfalls postulierte Neutrino wird von einer Gruppe um Clyde L. Cowan und Frederick Reines erstmals experimentell nachgewiesen.
1974 Fast gleichzeitig entdecken zwei Gruppen um Burton Richter am Teilchenbeschleuniger des amerikanischen SLAC und um Samuel C. C. Ting am BNL ein neues Teilchen, das deshalb bis heute den Doppelnamen J/Ψ trägt. Die Besonderheit dieses Teilchens ist, dass es aus einer weiteren neuen Quarkart besteht, den Charm-Quarks.
1975 Ebenfalls am SLAC entdeckt eine Gruppe um Martin L. Perl das Tau, und damit das schwerste bisher bekannte Lepton, zu denen auch das Elektron und das Myon zählt.
1977 Leon M. Lederman entdeckt mit seiner Gruppe am Teilchenbeschleuniger des FNAL bei Chicago das Υ und damit seine Bestandteile, die Bottom-Quarks.
1983 Am europäischen Forschungszentrum CERN werden die W- und Z-Bosonen unter Beteiligung unseres Instituts von einer Gruppe um Carlo Rubbia und Simon van der Meer entdeckt. Diese Teilchen wurden im Rahmen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik bereits in den 1970er Jahren vorhergesagt. Dieses Modell fand damit eine glänzende Bestätigung.
~ In den folgenden Jahren wird dank des damals weltgrößten Teilchenbeschleunigers am CERN, dem LEP, das Standardmodell der Elementarteilchenphysik mit immer höherer Präzision bestätigt.
1995 Mit großem Zeitabstand wird das letzte der sechs heute bekannten Quarks, das Top-Quark, von einer großen Gruppe am FNAL entdeckt. Es ist deutlicher schwerer als alle anderen Quarks, und wurde dadurch erst relativ spät experimentell gefunden, obwohl es bereits lange theoretisch erwartet wurde.
2008 Der LHC geht am CERN in Betrieb, und öffnet damit das Tor zu einem bisher unbekannten Bereich der Elementarteilchenphysik. Man erhofft sich Erkenntnisse über den Ursprung der Masse durch Entdeckung des lange postulierten Higgs-Teilchens, möglicherweise die Entdeckung einer Vielzahl neuer Teilchen, die im Rahmen einer supersymmetrischen Theorie vorhergesagt werden, oder vielleicht sogar den Nachweis von Extra-Dimensionen.

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