Хронология квантовой механики
Эта статья , возможно, содержит оригинальные исследования . ( Апрель 2012 г. ) |
Хронология квантовой механики представляет собой список ключевых событий в истории квантовой механики , квантовых теорий поля и квантовой химии .
19 век [ править ]
- 1801 – Томас Янг установил, что свет состоит из волн с помощью своего эксперимента с двумя щелями .
- 1859 г. – Густав Кирхгоф вводит понятие абсолютно черного тела и доказывает, что его спектр излучения зависит только от его температуры. [1]
- 1860–1900 — Людвиг Эдуард Больцман , Джеймс Клерк Максвелл и другие разрабатывают теорию статистической механики . Больцман утверждает, что энтропия является мерой беспорядка. [1]
- 1877 г. - Больцман предполагает, что уровни энергии физической системы могут быть дискретными на основе статистической механики и математических аргументов; также создает первое представление круговой диаграммы или атомную модель молекулы (например, молекулы газообразного йода) с точки зрения перекрывающихся членов α и β, позже (в 1928 году) названных молекулярными орбиталями составляющих атомов.
- 1885 — Иоганн Якоб Бальмер открывает числовую связь между видимыми спектральными линиями водорода , серией Бальмера .
- 1887 – Генрих Герц открывает фотоэлектрический эффект, показанный Эйнштейном в 1905 году, с участием квантов света.
- 1888 г. - Герц экспериментально демонстрирует существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом. [1]
- 1888 - Йоханнес Ридберг модифицирует формулу Бальмера, включив в нее все спектральные серии линий атома водорода, создавая формулу Ридберга, которая позже использовалась Нильсом Бором и другими для проверки первой квантовой модели атома Бора.
- 1895 – Вильгельм Конрад Рентген открывает рентгеновские лучи в экспериментах с электронными пучками в плазме. [1]
- 1896 — Антуан Анри Беккерель случайно обнаруживает радиоактивность во время исследования работ Вильгельма Конрада Рентгена ; он обнаружил, что соли урана испускают излучение, по проникающей способности напоминающее рентгеновские лучи Рентгена. В одном эксперименте Беккерель заворачивал образец фосфоресцирующего вещества, уранилсульфата калия, в фотографические пластинки, окруженные очень толстой черной бумагой, готовясь к эксперименту с ярким солнечным светом; затем, к его удивлению, фотопластинки уже экспонированы еще до начала эксперимента, показывая проецируемое изображение его образца. [1] [2]
- 1896–1897 – Питер Зееман впервые наблюдает эффект зеемановского расщепления , применяя магнитное поле к источникам света. [3]
- 1896–1897 Мария Кюри (урожденная Склодовская, аспирантка Беккереля) исследует образцы солей урана с помощью очень чувствительного электрометра , изобретенного за 15 лет до этого ее мужем и его братом Жаком Кюри для измерения электрического заряда. Она обнаруживает, что лучи, испускаемые образцами соли урана, делают окружающий воздух электропроводным, и измеряет интенсивность излучаемых лучей. В апреле 1898 года в ходе систематического поиска веществ она обнаружила, что соединения тория опередило работу Фредерика Содди и Эрнеста Резерфорда по ядерному распаду тория до радия . , как и соединения урана, испускают «лучи Беккереля», что на три года [4]
- 1897:
- Иван Боргман демонстрирует, что рентгеновские лучи и радиоактивные материалы вызывают термолюминесценцию .
- Дж. Дж. Томсона Эксперименты с катодными лучами привели его к предположению о фундаментальной единице, более чем в 1000 раз меньшей атома, основанной на высоком отношении заряда к массе . Он назвал частицу «частицей», но позже учёные предпочли термин « электрон» .
- Джозеф Лармор расщепление спектральных линий в магнитном поле колебаниями объяснил электронов. [5] [6]
- Лармор создал первую модель атома Солнечной системы в 1897 году. Он также постулировал существование протона, назвав его «положительным электроном». Он сказал, что разрушение этого типа атомов, составляющих материю, «является событием с бесконечно малой вероятностью». [7]
- 1899–1903 гг. – Эрнест Резерфорд исследует радиоактивность. Он ввел термины «альфа» и «бета-лучи» в 1899 году для описания двух различных типов излучения, испускаемого солями тория и урана . В 1900 году к Резерфорду в Университете Макгилла присоединяется Фредерик Содди , и вместе они открывают ядерную трансмутацию , когда в 1902 году обнаруживают, что радиоактивный торий превращается в радий в процессе ядерного распада и в газ (позже выяснилось, что это 4
2 Он
); они сообщают о своей интерпретации радиоактивности в 1903 году. [8] Резерфорд стал известен как «отец ядерной физики » благодаря своей модели ядерного атома 1911 года. [9]
20 век [ править ]
1900–1909 [ править ]
- 1900 г. - Чтобы объяснить излучение черного тела (1862 г.), Макс Планк предполагает, что электромагнитная энергия может излучаться только в квантованной форме, т.е. энергия может быть кратна элементарной единице E = hν , где h - постоянная Планка , а ν - частота излучения.
- 1902 г. - Чтобы объяснить правило октетов (1893 г.), Гилберт Н. Льюис развивает теорию « кубического атома », в которой электроны в форме точек расположены в углу куба. Предсказывает, что одинарные, двойные или тройные « связи » возникают, когда два атома удерживаются вместе несколькими парами электронов (по одной паре на каждую связь), расположенными между двумя атомами.
- 1903 — Антуан Беккерель, Пьер Кюри и Мария Кюри получили Нобелевскую премию по физике 1903 года за работу по спонтанной радиоактивности .
- 1904 - Ричард Абегг отмечает закономерность, согласно которой численная разница между максимальной положительной валентностью, например +6 для H 2 SO 4 , и максимальной отрицательной валентностью, например -2 для H 2 S , элемента имеет тенденцию составлять восемь ( правило Абегга ).
- 1905 :
- Альберт Эйнштейн объясняет фотоэлектрический эффект (о котором сообщил в 1887 году Генрих Герц ), то есть то, что свет, попадающий на определенные материалы, может выталкивать электроны из материала. Он постулирует, основываясь на квантовой гипотезе Планка (1900), что свет сам по себе состоит из отдельных квантовых частиц (фотонов).
- Эйнштейн объясняет эффекты броуновского движения как вызванные кинетической энергией (т. е. движением) атомов, что впоследствии было экспериментально подтверждено Жаном Батистом Перреном , тем самым разрешив столетний спор о справедливости Джона Дальтона атомной теории .
- Эйнштейн публикует свою специальную теорию относительности
- Эйнштейн теоретически выводит эквивалентность материи и энергии .
- 1907–1917 гг. – Эрнест Резерфорд: Чтобы проверить свою планетарную модель 1904 года, позже известную как модель Резерфорда , он послал луч положительно заряженных альфа-частиц на золотую фольгу и заметил, что некоторые из них отскочили назад, показав тем самым, что атом имеет небольшую положительно заряженное атомное ядро -размера в его центре. Однако в 1908 году он получил Нобелевскую премию по химии «за исследования распада элементов и химии радиоактивных веществ». [10] который последовал за работой Марии Кюри, а не за его планетарной моделью атома; ему также широко приписывают первое «расщепление атома» в 1917 году. В 1911 году Эрнест Резерфорд объяснил эксперимент Гейгера-Марсдена , применив модель ядерного атома и выведя сечение Резерфорда .
- 1909 - Джеффри Ингрэм Тейлор демонстрирует, что интерференционные картины света генерировались даже тогда, когда введенная световая энергия состояла только из одного фотона. Это открытие корпускулярно-волнового дуализма материи и энергии имеет фундаментальное значение для дальнейшего развития квантовой теории поля .
- 1909 и 1916 гг. — Эйнштейн показывает, что, если закон Планка об излучении черного тела принять , кванты энергии также должны нести импульс p = h/λ, что делает их полноценными частицами .
1910–1919 [ править ]
- 1911:
- Лиза Мейтнер и Отто Хан проводят эксперимент, который показывает, что энергии электронов, испускаемых в результате бета-распада, имеют непрерывный, а не дискретный спектр. Это явно противоречит закону сохранения энергии, поскольку оказалось, что энергия терялась в процессе бета-распада. Вторая проблема заключается в том, что спин атома азота-14 был равен 1, что противоречит предсказанию Резерфорда, равному ½. Эти аномалии позже объясняются открытиями нейтрино и нейтрона .
- Штефан Прокопиу проводит эксперименты, в которых определяет правильное значение магнитного дипольного момента электрона, μ B = 9,27×10. −21 очень·Оо −1 (в 1913 году он также смог рассчитать теоретическое значение магнетона Бора на основе квантовой теории Планка).
- Джон Уильям Николсон известен как первый, кто создал атомную модель, которая квантовала угловой момент как h/2pi. [11] [12] Нильс Бор процитировал его в своей статье 1913 года о Бора . модели атома [13]
- 1912 – Виктор Гесс открывает существование космического излучения .
- 1912 – Анри Пуанкаре публикует влиятельный математический аргумент в поддержку существенной природы квантов энергии. [14] [15]
- 1913:
- Роберт Эндрюс Милликен публикует результаты своего эксперимента «капля масла», в котором он точно определяет электрический заряд электрона. Определение фундаментальной единицы электрического заряда позволяет вычислить константу Авогадро (которая представляет собой число атомов или молекул в одном моле любого вещества) и тем самым определить атомный вес атомов каждого элемента .
- Нильс Бор публикует свою статью 1913 года о Бора . модели атома [16]
- Штефан Прокопиу публикует теоретическую статью с правильным значением магнитного дипольного момента электрона μ B . [17]
- Нильс Бор теоретически получает значение магнитного дипольного момента электрона μ B как следствие своей модели атома.
- Йоханнес Старк и Антонино Ло Сурдо независимо открывают смещение и расщепление спектральных линий атомов и молекул из-за присутствия источника света во внешнем статическом электрическом поле.
- Чтобы объяснить формулу Ридберга (1888), которая правильно моделировала спектры излучения атомарного водорода, Бор выдвигает гипотезу о том, что отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженного ядра на определенных фиксированных «квантовых» расстояниях и что каждая из этих «сферических орбит» имеет связанная с ним определенная энергия такова, что движение электронов между орбитами требует «квантового» излучения или поглощения энергии.
- 1914 — Джеймс Франк и Густав Герц сообщают о своем эксперименте по столкновениям электронов с атомами ртути , который обеспечивает новую проверку квантовой модели атомных энергетических уровней Бора. [18]
- 1915 – Эйнштейн впервые представляет Прусской академии наук то, что сейчас известно как уравнения поля Эйнштейна . Эти уравнения определяют, как на геометрию пространства и времени влияет присутствующая материя, и составляют основу общей теории относительности Эйнштейна . Хотя эта теория не применима напрямую к квантовой механике, теоретики квантовой гравитации стремятся их примирить.
- 1916 – Пол Эпштейн. [19] и Карл Шварцшильд , [20] самостоятельно вывести уравнения линейного и квадратичного эффекта Штарка в водороде.
- 1916 - Гилберт Н. Льюис теоретическую основу точечных формул Льюиса , диаграмм, показывающих связь между атомами молекулы задумывает и неподеленными парами электронов, которые могут существовать в молекуле. [21]
- 1916 - Чтобы объяснить эффект Зеемана (1896), то есть то, что спектральные линии атомного поглощения или излучения изменяются, когда источник света подвергается воздействию магнитного поля, Арнольд Зоммерфельд предполагает, что у атомов могут быть «эллиптические орбиты» в дополнение к сферическим орбитам.
- 1918 – Сэр Эрнест Резерфорд замечает, что когда альфа-частицы попадают в газообразный азот , его сцинтилляционные детекторы обнаруживают следы ядер водорода. Резерфорд определяет, что единственное место, откуда мог прийти этот водород, — это азот, и, следовательно, азот должен содержать ядра водорода. Таким образом, он предполагает, что ядро водорода, которое, как известно, имеет атомный номер 1 , является элементарной частицей , которая, по его мнению, должна быть протонами, предложенными Юджином Гольдштейном .
- 1919 - Основываясь на работе Льюиса (1916), Ирвинг Ленгмюр вводит термин «ковалентность» и постулирует, что координационные ковалентные связи возникают, когда два электрона пары атомов исходят от обоих атомов и равномерно распределяются между ними, таким образом объясняя фундаментальные принципы. природа химической связи и молекулярная химия.
1920–1929 [ править ]
- 1920 — Хендрик Крамерс использует квантование Бора–Зоммерфельда для вывода формул для интенсивностей спектральных переходов эффекта Штарка . Крамерс также учитывает эффект тонкой структуры , включая поправки на релятивистскую кинетическую энергию и связь между спином электрона и орбитой. [22]
- 1921–1922 - Фредерик Содди получает Нобелевскую премию по химии за 1921 год годом позже, в 1922 году, «за вклад в наши знания о химии радиоактивных веществ и исследования происхождения и природы изотопов »; он пишет в своей Нобелевской лекции 1922 года: «Интерпретация радиоактивности, опубликованная в 1903 году сэром Эрнестом Резерфордом и мной, приписывала это явление спонтанному распаду атомов радиоэлемента, в результате которого часть первоначального атома резко разрушалась. выброшен в виде лучистой частицы, а остаток образовал совершенно новый вид атома с отчетливыми химическими и физическими характеристиками».
- 1922:
- Артур Комптон обнаружил, что длина волны рентгеновских лучей увеличивается из-за рассеяния лучистой энергии свободными электронами . Рассеянные кванты имеют меньшую энергию, чем кванты исходного луча. Это открытие, известное как эффект Комптона или рассеяние Комптона , демонстрирует корпускулярную концепцию электромагнитного излучения .
- Отто Штерн и Вальтер Герлах проводят эксперимент Штерна-Герлаха , который обнаруживает дискретные значения углового момента для атомов в основном состоянии, проходящих через неоднородное магнитное поле, что приводит к открытию спина электрона .
- Бор обновляет свою модель атома, чтобы лучше объяснить свойства таблицы Менделеева, предполагая, что определенное количество электронов (например, 2, 8 и 18) соответствует стабильным «закрытым оболочкам», что предвещает теорию орбиталей.
- 1923:
- Пьер Оже открыл эффект Оже , при котором заполнение вакансии внутренней оболочки атома сопровождается испусканием электрона из того же атома.
- Луи де Бройль распространяет корпускулярно-волновой дуализм на частицы, постулируя, что движущиеся электроны связаны с волнами. что длины волн определяются постоянной Планка h, деленной на импульс mv = p электрона Он предсказывает , : λ = h/mv = h/p . [1]
- Гилберт Н. Льюис создает теорию кислот и оснований Льюиса, основанную на свойствах электронов в молекулах, определяя кислоту как принимающую неподеленную пару электронов от основания .
- 1924 — Сатьендра Нат Бозе объясняет закон Планка, используя новый статистический закон, который управляет бозонами , а Эйнштейн обобщает его, чтобы предсказать конденсат Бозе-Эйнштейна . Теория стала известна как статистика Бозе-Эйнштейна . [1]
- 1924 – Вольфганг Паули излагает « принцип исключения Паули », который гласит, что никакие два идентичных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии, и этот факт объясняет многие особенности таблицы Менделеева . [1]
- 1925:
- Джордж Уленбек и Сэмюэл Гаудсмит постулируют существование электронного спина . [1]
- Фридрих Хунд излагает правило максимальной множественности Хунда , которое гласит, что, когда электроны последовательно добавляются к атому, как можно больше уровней или орбит занимают по отдельности, прежде чем произойдет какое-либо спаривание электронов с противоположным спином, и сделал различие, что внутренние электроны в молекулах остаются в атомные орбитали , и только валентные электроны должны были находиться на молекулярных орбиталях, включающих оба ядра.
- Вернер Гейзенберг опубликовал свою «Umdeutung» статью , дающую новую интерпретацию квантовой механики с использованием некоммутативной алгебры.
- Гейзенберг, Макс Борн и Паскуаль Джордан развивают матричную формулировку квантовой механики. [1]
- 1926:
- Льюис вводит термин «фотон» в письме в научный журнал Nature , который он выводит из греческого слова «свет», φως (транслитерируется phôs). [23]
- Оскар Кляйн и Уолтер Гордон формулируют свое релятивистское квантово-волновое уравнение, позже названное уравнением Клейна-Гордона .
- Энрико Ферми открывает связь теоремы спина и статистики .
- Поль Дирак представляет статистику Ферми – Дирака .
- Эрвин Шредингер использует постулат электронной волны Де Бройля (1924) для разработки « волнового уравнения », которое математически представляет распределение заряда электрона, распределенного в пространстве, сферически симметричного или выступающего в определенных направлениях, т.е. направленных валентных связей , что дает правильные значения спектральных линий атома водорода; также вводит гамильтонов оператор в квантовой механике.
- Пол Эпштейн пересматривает линейный и квадратичный эффект Штарка с точки зрения новой квантовой теории, используя уравнения Шредингера и других. Полученные уравнения для интенсивностей линий представляют собой явное улучшение по сравнению с предыдущими результатами, полученными Гансом Крамерсом . [24]
- 1926–1932 — Джон фон Нейман опубликовал « Математические основы квантовой механики в терминах эрмитовых операторов в гильбертовых пространствах» , впоследствии опубликованные в 1932 году как основной учебник по математической формулировке квантовой механики . [1] [25] [26]
- 1927:
- Вернер Гейзенберг сформулировал квантовый принцип неопределенности . [1]
- Нильс Бор и Вернер Гейзенберг развивают копенгагенскую интерпретацию вероятностной природы волновых функций.
- Борн и Дж. Роберт Оппенгеймер представляют приближение Борна-Оппенгеймера , которое позволяет быстро аппроксимировать энергию и волновые функции более мелких молекул.
- Уолтер Хайтлер и Фриц Лондон представили концепции теории валентных связей и применили их к молекуле водорода.
- Ллевеллин Томас и Ферми разработали модель Томаса-Ферми для газа в ящике .
- Чандрасекхара Венката Раман изучает рассеяние оптических фотонов электронами.
- Дирак формулирует свое релятивистское электронное квантово-волновое уравнение, уравнение Дирака .
- Чарльз Гальтон Дарвин и Уолтер Гордон решают уравнение Дирака для определения кулоновского потенциала.
- Чарльз Драммонд Эллис (вместе с Джеймсом Чедвиком и его коллегами) наконец ясно установил, что спектр бета-распада на самом деле является непрерывным, а не дискретным, создавая проблему, которая позже будет решена путем теоретизирования (а позже открытия) существования нейтрино .
- Вальтер Хейтлер использует волновое уравнение Шрёдингера, чтобы показать, как две волновые функции атома водорода соединяются с плюсом, минусом и обменными членами, образуя ковалентную связь .
- Роберт Малликен в координации с Хундом работает над разработкой теории молекулярных орбиталей, в которой электронам относят состояния, охватывающие всю молекулу, и в 1932 году вводит множество новых терминологий молекулярных орбиталей, таких как σ-связь , π-связь и δ-связь. .
- Юджин Вигнер связывает вырождения квантовых состояний с неприводимыми представлениями групп симметрии.
- Герман Клаус Хьюго Вейль доказывает в сотрудничестве со своим учеником Фрицем Петером фундаментальную теорему гармонического анализа - теорему Петера-Вейля , относящуюся к представлениям в квантовой теории (включая полную приводимость унитарных представлений компактной групповым топологической группы ); [27] вводит квантование Вейля , а ранее, в 1918 году, вводит понятие калибровки и калибровочную теорию ; позже, в 1935 году, он вместе с Ричардом Бауэром представляет и характеризует концепцию спинора в n-мерностях . [28]
- 1928:
- Лайнус Полинг обрисовывает природу химической связи : использует квантово-механическую модель ковалентной связи Хейтлера, чтобы обрисовать квантово-механическую основу для всех типов молекулярной структуры и связей, и предполагает, что различные типы связей в молекулах могут выравниваться за счет быстрого смещения электронов, процесс, названный « резонансом » (1931), такой, что резонансные гибриды содержат вклады от различных возможных электронных конфигураций.
- Фридрих Хунд и Роберт С. Малликен вводят концепцию молекулярных орбиталей .
- Борн и Владимир Фок формулируют и доказывают адиабатическую теорему , которая утверждает, что физическая система должна оставаться в своем мгновенном собственном состоянии , если данное возмущение действует на нее достаточно медленно и если существует разрыв между собственным значением и остальной частью гамильтониана . спектр .
- 1929:
- Оскар Кляйн открывает парадокс Кляйна
- Оскар Кляйн и Ёсио Нишина выводят сечение Клейна-Нисины для рассеяния фотонов высоких энергий на электронах. Сэр Невилл Мотт выводит
- Сечение Мотта кулоновского рассеяния релятивистских электронов
- Джон Леннард-Джонс представляет приближение линейной комбинации атомных орбиталей для расчета молекулярных орбиталей.
- Фриц Хоутерманс и Роберт д'Эскор Аткинсон предполагают, что звезды выделяют энергию путем ядерного синтеза. [1]
1930–1939 [ править ]
- 1930
- Дирак выдвинул гипотезу о существовании позитрона. [1]
- Опубликован учебник Дирака «Принципы квантовой механики» , став стандартным справочником, который используется до сих пор.
- Эрих Хюккель представляет метод молекулярных орбиталей Хюккеля , который расширяет теорию орбиталей для определения энергий орбиталей пи-электронов в сопряженных углеводородных системах.
- Фриц Лондон объясняет силы Ван дер Ваальса взаимодействием флуктуирующих дипольных моментов между молекулами.
- Паули в своем знаменитом письме предполагает, что, помимо электронов и протонов, атомы также содержат чрезвычайно легкую нейтральную частицу, которую он называет «нейтроном». Он предполагает, что этот «нейтрон» также испускается при бета-распаде и просто еще не наблюдался. Позже выясняется, что эта частица на самом деле является почти безмассовым нейтрино. [1]
- 1931:
- Джон Леннард-Джонс предлагает межатомный потенциал Леннарда-Джонса .
- Вальтер Боте и Герберт Беккер обнаружили, что если очень энергичные альфа-частицы, испускаемые полонием, падают на определенные легкие элементы, особенно на бериллий , бор или литий , возникает необычно проникающее излучение. Сначала это излучение принимают за гамма-излучение , хотя оно более проникающее, чем любые известные гамма-лучи, и детали экспериментальных результатов очень трудно интерпретировать на этом основании. Некоторые учёные начинают выдвигать гипотезы о возможном существовании ещё одной фундаментальной частицы.
- Эрих Хюккель переопределяет свойство ароматичности в контексте квантовой механики, вводя правило 4n+2 или правило Хюкеля , которое предсказывает, будет ли органическая плоская кольцевая молекула обладать ароматическими свойствами.
- Эрнст Руска создает первый электронный микроскоп . [1]
- Эрнест Лоуренс создает первый циклотрон и основывает Радиационную лабораторию, позже Национальную лабораторию Лоуренса в Беркли ; в 1939 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике за работу над циклотроном.
- 1932:
- Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио показывают, что если неизвестное излучение, генерируемое альфа-частицами, падает на парафин или любое другое водородсодержащее соединение, оно выбрасывает протоны очень высокой энергии. Само по себе это не противоречит предполагаемой гамма- природе нового излучения, но детальный количественный анализ данных становится все труднее согласовать с такой гипотезой.
- Джеймс Чедвик проводит серию экспериментов, показывающих, что гипотеза гамма-излучения о неизвестном излучении, производимом альфа-частицами, несостоятельна и что новые частицы должны быть нейтронами, выдвинутыми Ферми. [1]
- Вернер Гейзенберг применяет теорию возмущений к проблеме двух электронов, чтобы показать, как резонанс, возникающий в результате обмена электронами, может объяснить обменную силу. [ необходимо уточнение ] с.
- Марк Олифант : Основываясь на экспериментах Эрнеста Резерфорда по трансмутации ядер, проведенных несколькими годами ранее, он наблюдает синтез легких ядер (изотопов водорода). Этапы основного цикла ядерного синтеза в звездах впоследствии были разработаны Гансом Бете в течение следующего десятилетия.
- Карл Д. Андерсон экспериментально доказывает существование позитрона. [1]
- 1933 - После экспериментов Чедвика Ферми переименовывает «нейтрон» Паули в нейтрино, чтобы отличить его от теории Чедвика о гораздо более массивном нейтроне.
- 1933 – Лео Силард впервые выдвигает теорию цепной ядерной реакции. В следующем году он подает патент на свою идею простого ядерного реактора.
- 1934:
- Ферми публикует очень успешную модель бета-распада , при котором образуются нейтрино.
- Ферми изучает эффекты бомбардировки изотопов урана нейтронами.
- Н. Н. Семенов разрабатывает общую количественную теорию цепных химических реакций, положившую впоследствии основу различных наукоемких технологий сжигания газовых смесей. Эта идея также используется для описания ядерной реакции.
- Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность и совместно были удостоены Нобелевской премии по химии 1935 года. [29]
- 1935:
- Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен описывают парадокс ЭПР , который бросает вызов полноте квантовой механики в том виде, в каком она теоретизировалась до того времени. Предполагая, что локальный реализм верен, они продемонстрировали, что потребуются скрытые параметры , чтобы объяснить, как измерение квантового состояния одной частицы может повлиять на квантовое состояние другой частицы без видимого контакта между ними. [30]
- Шредингер развивает мысленный эксперимент с котом Шрёдингера . Это иллюстрирует то, что он считал проблемами копенгагенской интерпретации квантовой механики, если субатомные частицы могут находиться одновременно в двух противоречивых квантовых состояниях.
- Хидеки Юкава предсказывает существование пиона , заявляя, что такой потенциал возникает в результате обмена массивным скалярным полем , как это было бы обнаружено в поле пиона. До статьи Юкавы считалось, что скалярные поля фундаментальных сил требуют безмассовых частиц.
- 1936 - Александру Прока публикует до Хидеки Юкавы свои релятивистские уравнения квантового поля для массивного векторного мезона со спином -1 как основу для ядерных сил .
- 1936 – Гаррет Биркгоф и Джон фон Нейман представляют квантовую логику. [31] в попытке примирить кажущееся несоответствие классической булевой логики с принципом неопределенности Гейзенберга в квантовой механике, применяемым, например, к измерению дополнительных ( некоммутирующих ) наблюдаемых в квантовой механике, таких как положение и импульс; [32] Современные подходы к квантовой логике включают некоммутативную и неассоциативную многозначную логику . [33] [34]
- 1936 – Карл Д. Андерсон открывает мюоны , изучая космическое излучение.
- 1937 — Герман Артур Ян и Эдвард Теллер доказывают с помощью теории групп , что нелинейные вырожденные молекулы нестабильны. [35] Теорема Яна-Теллера, по сути, утверждает, что любая нелинейная молекула с вырожденным основным электронным состоянием претерпит геометрическое искажение, которое устранит это вырождение, поскольку искажение снижает общую энергию комплекса. Последний процесс называется эффектом Яна-Теллера ; этот эффект недавно рассматривался также применительно к механизму сверхпроводимости в YBCO и других высокотемпературных сверхпроводниках . Подробности эффекта Яна-Теллера представлены на нескольких примерах и данных ЭПР в базовом учебнике Абрагама и Блини (1970).
- 1938 – Чарльз Коулсон делает первый точный расчет молекулярной орбитальной волновой функции молекулы водорода .
- 1938 - Отто Хан и его помощник Фриц Штрассман отправляют в Naturwissenschaften рукопись, в которой сообщают, что они обнаружили элемент барий после бомбардировки урана нейтронами. Хан называет это новое явление «взрывом» ядра урана. Одновременно Хан сообщает эти результаты Лизе Мейтнер . Мейтнер и ее племянник Отто Роберт Фриш правильно интерпретируют эти результаты как деление ядра . Фриш подтверждает это экспериментально 13 января 1939 года.
- 1939 – Лео Силард и Ферми открывают размножение нейтронов в уране, доказывая, что цепная реакция действительно возможна.
1940–1949 [ править ]
- 1942 – Команда под руководством Энрико Ферми создает первую искусственную самоподдерживающуюся ядерную цепную реакцию, получившую название «Чикагская свая-1», на корте для игры в ракетки под трибунами стадиона «Стэгг Филд» в Чикагском университете, 2 декабря 1942 года.
- 1942–1946 — Дж. Роберт Оппенгеймер успешно возглавляет Манхэттенский проект , предсказывает квантовое туннелирование и предлагает процесс Оппенгеймера-Филлипса в ядерном синтезе.
- 1945 г. - Манхэттенский проект производит первый взрыв ядерного деления 16 июля 1945 г. во время испытаний Тринити в Нью-Мексико.
- 1945 — Джон Арчибальд Уилер и Ричард Фейнман создают теорию поглотителя Уиллера-Фейнмана , интерпретацию электродинамики, которая предполагает, что элементарные частицы не взаимодействуют сами с собой.
- 1946 г. - Теодор В. Ионеску и Василе Миху сообщают о создании первого водородного мазера путем стимулированного излучения в молекулярном водороде.
- 1947 – Уиллис Лэмб и Роберт Ретерфорд измеряют небольшую разницу в энергии между энергетическими уровнями. 2 S 1/2 и 2 P 1/2 атома водорода , известный как лэмбовский сдвиг .
- 1947 - Джордж Рочестер и Клиффорд Чарльз Батлер публикуют две фотографии событий, вызванных космическими лучами, в камере Вильсона : одна показывает то, что выглядит как нейтральная частица, распадающаяся на два заряженных пиона, а другая, похоже, представляет собой заряженную частицу, распадающуюся на заряженный пион и что-то нейтральное. Предполагаемая масса новых частиц весьма приблизительна: около половины массы протона. Новые примеры этих «V-частиц» появлялись медленно, и вскоре им дали название каоны .
- 1948 - Син-Итиро Томонага и Джулиан Швингер независимо друг от друга вводят пертурбативную перенормировку как метод коррекции исходного лагранжиана квантовой теории поля, чтобы исключить ряд бесконечных членов, которые в противном случае могли бы возникнуть.
- 1948 - Ричард Фейнман формулирует с интегралом по путям . формулировку квантовой механики
- 1949 - Фримен Дайсон определяет эквивалентность двух формулировок квантовой электродинамики Фейнмана : формулировки диаграммного интеграла по траекториям и операторного метода, разработанного Джулианом Швингером и Томонагой. Побочным продуктом этой демонстрации стало изобретение серии Dyson . [36]
1950–1959 [ править ]
- 1951:
- Клеменс Рутан и Джордж Г. Холл вывели уравнения Рутана-Холла , положив на прочную основу строгие методы молекулярных орбиталей.
- Эдвард Теллер, физик и «отец водородной бомбы», и Станислав Улам , математик, как сообщается, написали совместно в марте 1951 года секретный отчет «Гидродинамические линзы и радиационные зеркала», который стал следующим шагом в Манхэттенском проекте. [37]
- 1951 и 1952 — в рамках Манхэттенского проекта по термоядерной реакции весной 1951 года в Эниветоке успешно проводится первый запланированный эксперимент синтеза на основе работ Эдварда Теллера и доктора Ганса А. Бете . [38] Лаборатория Лос-Аламоса предлагает дату создания водородной бомбы — ноябрь 1952 года , полномасштабные испытания, по всей видимости, уже проведены.
- Феликс Блох и Эдвард Миллс Перселл получают общую Нобелевскую премию по физике за первые наблюдения квантового явления ядерного магнитного резонанса, о которых ранее сообщалось в 1949 году. [39] [40] [41] Перселл сообщает о своем вкладе в разделе «Исследования ядерного магнетизма » и отдает должное своим коллегам, таким как Герберт С. Гутовски, за их вклад в ЯМР. [42] [43] а также теоретические исследователи ядерного магнетизма, такие как Джон Хасбрук Ван Флек .
- 1952 – Альберт В. Оверхаузер формулирует теорию динамической ядерной поляризации , также известную как эффект Оверхаузера ; Другими претендентами являются последующая теория Ионела Соломона, опубликованная в 1955 году, которая включает уравнения Соломона для динамики связанных спинов, а также теория Р. Кайзера в 1963 году. Общий эффект Оверхаузера впервые экспериментально продемонстрирован Т. Р. Карвером и Чарльзом П. Слихтером в работе 1953. [44]
- 1952 — Дональд А. Глейзер создает пузырьковую камеру , которая позволяет обнаруживать электрически заряженные частицы, окружая их пузырьком. Свойства частиц, такие как импульс, можно определить, изучая их спиральные траектории. За свое изобретение Глейзер получил Нобелевскую премию в 1960 году.
- 1953 — Чарльз Х. Таунс , сотрудничая с Джеймсом П. Гордоном и Гербертом Дж. Зейгером , строит первый аммиачный мазер ; получает Нобелевскую премию в 1964 году за экспериментальные успехи в получении когерентного излучения атомов и молекул.
- 1954 — Чэнь Нин Ян и Роберт Миллс выводят калибровочную теорию для неабелевых групп , что приводит к успешной формулировке как электрослабого объединения , так и квантовой хромодинамики .
- 1955 – Ионел Соломон разрабатывает первую ядерного магнитного резонанса теорию магнитно-дипольно- связанных ядерных спинов и ядерного эффекта Оверхаузера .
- 1956 г. – П. Курода предсказывает, что в месторождениях природного урана должны протекать самоподдерживающиеся цепные ядерные реакции.
- 1956 — Чиен-Шиунг Ву проводит эксперимент Ву , который наблюдает нарушение четности при распаде кобальта-60 , показывая, что нарушение четности присутствует в слабом взаимодействии .
- 1956 – Клайд Л. Коуэн и Фредерик Райнс экспериментально доказали существование нейтрино.
- 1957 - Джон Бардин , Леон Купер и Джон Роберт Шриффер предлагают свою квантовую БКШ теорию низкотемпературной сверхпроводимости , за что они получают Нобелевскую премию в 1972 году. Теория представляет сверхпроводимость как макроскопическое явление квантовой когерентности с участием фононных связанных электронных пар с противоположным спином.
- 1957 — Уильям Альфред Фаулер , Маргарет Бербидж , Джеффри Бербидж и Фред Хойл в своей статье 1957 года «Синтез элементов в звездах» показывают, что содержание практически всех химических элементов, кроме самых легких, можно объяснить процессом нуклеосинтеза в звездах.
- 1957 – Хью Эверетт формулирует многомировую интерпретацию квантовой механики, которая утверждает, что каждый возможный квантовый результат реализуется в расходящихся, несообщающихся параллельных вселенных в квантовой суперпозиции . [45] [46]
- 1958–1959 - вращение под магическим углом, описанное Эдвардом Рэймондом Эндрю, А. Брэдбери и Р.Г. Идсом, а также независимо в 1959 году И. Дж. Лоу. [47]
1960–1969 [ править ]
- 1961 - Клаус Йонссон проводит эксперимент Юнга с двумя щелями впервые (1909) с частицами, отличными от фотонов, используя электроны, и дает аналогичные результаты, подтверждая, что массивные частицы также ведут себя в соответствии с дуальностью волна-частица, которая является фундаментальным принципом квантовой теории. теория поля.
- 1961 – Анатоль Абрагам публикует фундаментальный учебник по квантовой теории ядерного магнитного резонанса под названием «Принципы ядерного магнетизма» ; [49]
- 1961 - Шелдон Глэшоу расширяет модели электрослабого взаимодействия, разработанные Джулианом Швингером, включая нейтральный ток ближнего действия , Z_o. Результирующая структура симметрии, которую предлагает Глэшоу, SU(2) XU(1), составляет основу принятой теории электрослабых взаимодействий.
- 1962 - Леон М. Ледерман , Мелвин Шварц и Джек Стейнбергер показывают, что существует более одного типа нейтрино, обнаружив взаимодействия мюонного нейтрино (уже выдвинутого гипотезой под названием «нейтретто»).
- 1962 — Джеффри Голдстоун , Йоитиро Намбу , Абдус Салам и Стивен Вайнберг разработали то, что теперь известно как теорема Голдстоуна : если существует непрерывное преобразование симметрии, при котором лагранжиан инвариантен, то либо вакуумное состояние также инвариантно относительно преобразования, либо должны существовать бесспиновые частицы нулевой массы, называемые в дальнейшем бозонами Намбу – Голдстоуна .
- С 1962 по 1973 год - Брайан Дэвид Джозефсон правильно предсказал эффект квантового туннелирования, связанный со сверхпроводящими токами, когда он был аспирантом под руководством профессора Брайана Пиппарда в лаборатории Королевского общества Монда в Кембридже, Великобритания; впоследствии, в 1964 году, он применил свою теорию к связанным сверхпроводникам. Позже эффект был продемонстрирован экспериментально в Bell Labs в США. За свое важное квантовое открытие он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1973 году. [50]
- 1963 – Юджин П. Вигнер закладывает основы теории симметрии в квантовой механике, а также фундаментальных исследований структуры атомного ядра; вносит важный «вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц, особенно посредством открытия и применения фундаментальных принципов симметрии»; он делит половину своей Нобелевской премии по физике с Марией Гепперт-Майер и Й. Хансом Д. Йенсеном .
- 1963 - Мария Гепперт Майер и Дж. Ханс Д. Йенсен делят с Юджином П. Вигнером половину Нобелевской премии по физике 1963 года «за открытия в области теории структуры ядерных оболочек ». [51]
- 1964 - Джон Стюарт Белл выдвигает теорему Белла , которая использовала проверяемые соотношения неравенства , чтобы показать недостатки более раннего парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена и доказать, что никакая физическая теория локальных скрытых переменных никогда не сможет воспроизвести все предсказания квантовой механики. Это положило начало изучению квантовой запутанности — явления, при котором отдельные частицы находятся в одном и том же квантовом состоянии, несмотря на то, что находятся на расстоянии друг от друга.
- 1964 г. - Николай Г. Басов и Александр М. Прохоров получили Нобелевскую премию по физике 1964 г. соответственно за полупроводниковые лазеры и квантовую электронику ; они также разделили премию с Чарльзом Хардом Таунсом , изобретателем аммиачного мазера .
- 1969–1977 гг. – сэр Невилл Мотт и Филип Уоррен Андерсон публикуют квантовые теории электронов в некристаллических твердых телах, таких как стекла и аморфные полупроводники; получили в 1977 году Нобелевскую премию по физике за исследования электронной структуры магнитных и неупорядоченных систем, позволившие разработать электронные переключающие устройства и устройства памяти в компьютерах. Премия разделена с Джоном Хасбруком Ван Флеком за вклад в понимание поведения электронов в магнитных твердых телах; он заложил основы квантово-механической теории магнетизма и теории кристаллического поля (химической связи в металлических комплексах) и считается отцом современного магнетизма.
- 1969 и 1970 – Теодор В. Ионеску , Раду Пырван и И. К. Баяну наблюдают и сообщают о квантово-усиленной стимуляции электромагнитного излучения в горячей дейтериевой плазме в продольном магнитном поле; опубликовать квантовую теорию усиленного когерентного излучения радиоволн и микроволн сфокусированными электронными пучками, связанными с ионами в горячей плазме.
1971–1979 [ править ]
- 1971 - Мартинус Дж. Г. Вельтман и Герардус 'т Хоофт показывают, что если симметрии теории Янга-Миллса нарушены в соответствии с методом, предложенным Питером Хиггсом , то теорию Янга-Миллса можно перенормировать. Перенормировка теории Янга-Миллса предсказывает существование безмассовой частицы, называемой глюоном , которая могла бы объяснить сильное ядерное взаимодействие . Это также объясняет, как частицы слабого взаимодействия , W- и Z-бозоны , получают свою массу посредством спонтанного нарушения симметрии и взаимодействия Юкавы .
- 1972 - Фрэнсис Перрен обнаруживает «естественные ядерные реакторы деления» в урановых месторождениях в Окло , Габон , где анализ соотношений изотопов показывает, что происходят самоподдерживающиеся цепные ядерные реакции. Условия, при которых может существовать природный ядерный реактор, были предсказаны в 1956 г. П. Куродой.
- 1973 - Питер Мэнсфилд формулирует физическую теорию ядерно-магнитно-резонансной томографии (ЯМРТ), также известной как магнитно-резонансная томография (МРТ). [52] [53] [54] [55]
- 1974 - Пьер Джорджио Мерли проводит эксперимент Янга с двумя щелями (1909), используя одиночный электрон, с аналогичными результатами, подтверждая существование квантовых полей для массивных частиц.
- 1977 - Илья Пригожин развивает неравновесную, необратимую термодинамику и квантовых операторов теорию , особенно теорию супероператора времени ; он удостоен Нобелевской премии по химии в 1977 году «за вклад в неравновесную термодинамику, особенно в теорию диссипативных структур». [56]
- 1978 - Петр Капица наблюдает новые явления в горячей дейтериевой плазме, возбуждаемой очень мощными микроволнами, в попытке получить управляемые реакции термоядерного синтеза в такой плазме, помещенной в продольные магнитные поля, используя новую и дешевую конструкцию термоядерного реактора, по концепции аналогичную Об этом сообщили Теодор В. Ионеску и др. в 1969 году. Получает Нобелевскую премию за первые эксперименты по физике низких температур по сверхтекучести гелия, проведенные в 1937 году в Кавендишской лаборатории в Кембридже, Великобритания, и обсуждает результаты своих термоядерных реакторов 1977 года в своей Нобелевской лекции 8 декабря 1978 года.
- 1979 - Кеннет А. Рубинсон и его коллеги в Кавендишской лаборатории наблюдают ферромагнитные спин-волновые резонансные журналы возбуждения (FSWR) в локально анизотропных металлических стеклах FENiPB и интерпретируют наблюдения с точки зрения двухмагнонной дисперсии и спинового обмена гамильтониана , аналогичного в по форме напоминает ферромагнетик Гейзенберга . [57]
1980–1999 [ править ]
- 1980–1982 гг. – Ален Аспект экспериментально проверяет гипотезу квантовой запутанности ; его тестовые эксперименты Белла предоставили убедительные доказательства того, что квантовое событие в одном месте может повлиять на событие в другом месте без какого-либо очевидного механизма связи между двумя местами. [58] [59] Этот замечательный результат подтвердил экспериментальное подтверждение квантовой запутанности Джоном Ф. Клаузером . и. Стюарт Фридман в 1972 году. [60] Позже Аспект разделил Нобелевскую премию по физике 2022 года с Клаузером и Антоном Цайлингером «за эксперименты со запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторскую квантовую информатику». [61]
- 1982–1997 гг. – Испытательный реактор токамак-термоядерного синтеза ( TFTR ) в PPPL , Принстон, США: эксплуатируется с 1982 г., производит 10,7 МВт мощности управляемого термоядерного синтеза всего за 0,21 с в 1994 г. за счет использования ядерного синтеза TD в токамак-реакторе с «тороидальным магнитным полем 6 Тл». поле для удержания плазмы, плазменный ток 3МА и плотность электронов 1,0 × 10 20 м −3 13,5 кэВ" [62]
- 1983 — Карло Руббиа и Саймон ван дер Меер на Суперпротонном синхротроне видят однозначные сигналы частиц W в январе. Фактические эксперименты называются UA1 (под руководством Руббиа) и UA2 (под руководством Питера Дженни) и представляют собой совместные усилия многих людей. Саймон ван дер Меер является движущей силой использования ускорителя. UA1 и UA2 находят частицу Z несколько месяцев спустя, в мае 1983 года.
- 1983–2011 гг. – Самый крупный и мощный экспериментальный термоядерный токамак в мире, Joint European Torus (JET), начинает работу на объекте Калхэм в Великобритании; работает с плазменными импульсами TD и имеет заявленный коэффициент усиления Q 0,7 в 2009 году, потребляемую мощность 40 МВт для нагрева плазмы и железный магнит массой 2800 тонн для удержания; [63] в 1997 году в тритий-дейтериевом эксперименте JET производит 16 МВт термоядерной мощности, в общей сложности 22 МДж термоядерной энергии, а также устойчивую термоядерную мощность 4 МВт, которая поддерживается в течение 4 секунд. [64]
- 1985–2010 гг. - JT-60 (Japan Torus) начинает работу в 1985 году с экспериментальным токамаком ядерного синтеза DD, аналогичным JET; в 2010 году JT-60 является рекордсменом по наивысшему значению достигнутого тройного произведения синтеза : 1,77 × 10. 28 К · с · м −3 = 1.53 × 10 21 кэВ ·с·м −3 .; [65] JT-60 утверждает, что он имел бы эквивалентный коэффициент выигрыша по энергии Q , равный 1,25, если бы он работал с плазмой TD вместо плазмы DD, и 9 мая 2006 г. достиг времени удержания термоядерного синтеза 28,6 с при полной работе; кроме того, завершена конструкция мощного СВЧ- гиротрона , способного выдавать мощность 1,5 МВт за 1 с , [66] тем самым выполняя условия для запланированного ИТЭР , крупномасштабного термоядерного реактора. JT-60 разбирается в 2010 году для модернизации до более мощного термоядерного реактора - JT-60SA - с использованием ниобий-титановых сверхпроводящих катушек в качестве магнита, удерживающего сверхгорячую DD-плазму.
- 1986 - Йоханнес Георг Беднорц и Карл Александр Мюллер представили однозначное экспериментальное доказательство высокотемпературной сверхпроводимости с участием ян-теллеровских поляронов в ромбических La 2 CuO 4 , YBCO и других оксидах перовскитного типа; быстро получить Нобелевскую премию в 1987 году и прочитать Нобелевскую лекцию 8 декабря 1987 года. [67]
- 1986 — Владимир Гершонович Дринфельд вводит понятие квантовых групп как алгебр Хопфа в своем плодотворном выступлении по квантовой теории на Международном конгрессе математиков , а также связывает их с изучением уравнения Янга–Бакстера , которое является необходимым условием разрешимости. моделей статистической механики ; он также обобщает алгебры Хопфа до квази-хопфовых алгебр и вводит исследование скручиваний Дринфельда, которые можно использовать для факторизации R-матрицы, соответствующей решению уравнения Янга-Бакстера, связанного с квазитреугольной алгеброй Хопфа .
- 1988–1998 гг. - Михай Гаврилэ открывает в 1988 г. новое квантовое явление атомной дихотомии в водороде и впоследствии публикует книгу об атомной структуре и распаде в высокочастотных полях атомов водорода, помещенных в сверхинтенсивные лазерные поля. [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74]
- 1991 - Ричард Р. Эрнст разрабатывает двумерную спектроскопию ядерного магнитного резонанса (2D-FT NMRS) для малых молекул в растворах и получает Нобелевскую премию по химии в 1991 году «за вклад в разработку методологии ядерно-магнитного анализа высокого разрешения». резонансная (ЯМР) спектроскопия». [75]
- 1995 – Эрик Корнелл , Карл Виман , Вольфганг Кеттерле и коллеги из JILA создают первый «чистый» конденсат Бозе-Эйнштейна. Они делают это путем охлаждения разбавленного пара, состоящего примерно из двух тысяч атомов рубидия-87, до температуры ниже 170 нК, используя комбинацию лазерного охлаждения и магнитно-испарительного охлаждения. Примерно четыре месяца спустя независимые усилия под руководством Вольфганга Кеттерле из Массачусетского технологического института создали конденсат натрия-23. Конденсат Кеттерле содержит примерно в сто раз больше атомов, что позволило ему получить несколько важных результатов, таких как наблюдение квантовомеханического взаимодействия между двумя разными конденсатами.
- 1997 — Питер Шор публикует алгоритм Шора , алгоритм квантовых вычислений для поиска простых множителей целых чисел. [76] Этот алгоритм является одним из немногих известных квантовых алгоритмов с непосредственным потенциалом применения, что, вероятно, приведет к суперполиномиальному улучшению по сравнению с известными неквантовыми алгоритмами. [77]
- 1999–2013 гг. - NSTX - Национальный эксперимент со сферическим тором в PPPL, Принстон, США, 12 февраля 1999 г. запускает проект ядерного синтеза для «инновационного устройства магнитного синтеза, которое было построено Принстонской лабораторией физики плазмы (PPPL) в сотрудничестве с Национальная лаборатория Ок-Риджа, Колумбийский университет и Вашингтонский университет в Сиэтле»; NSTX используется для изучения физических принципов плазмы сферической формы. [78]
21 век [ править ]
Этот раздел необходимо обновить . ( апрель 2024 г. ) |
- 2001 — Исследователи из IBM физически реализуют алгоритм Шора с помощью установки ЯМР , разлагая 15 на 3 раза по 5, используя семь кубитов . [79]
- 2002 г. - Леонид И. Вайнерман организует в Страсбурге встречу физиков-теоретиков и математиков, посвященную вопросам применения квантовых групп и квантовых группоидов в квантовых теориях; материалы собрания опубликованы в 2003 году в книге под редакцией организатора собрания. [80]
- С 2007 по 2010 год - Ален Аспект , Антон Цайлингер и Джон Клаузер представляют прогресс в разрешении аспекта нелокальности квантовой теории и в 2010 году удостоены премии Вольфа по физике. [81]
- 2009 г. - Аарон Д. О'Коннелл изобретает первую квантовую машину , применяя квантовую механику к макроскопическому объекту, достаточно большому, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом, который способен одновременно вибрировать на небольшую и большую величину. [82]
- 2011 – Закари Даттон демонстрирует, как фотоны могут сосуществовать в сверхпроводниках. «Прямое наблюдение когерентного захвата населенностей в сверхпроводящем искусственном атоме», [83]
- 2012 – Существование бозона Хиггса было подтверждено коллаборациями ATLAS и CMS на основе протон-протонных столкновений в большом адроном коллайдере в ЦЕРН. Питер Хиггс и Франсуа Энглерт были удостоены Нобелевской премии по физике 2013 года за свои теоретические предсказания. [84]
- 2014 г. – Ученые передают данные посредством квантовой телепортации на расстояние 10 футов с нулевой процентной ошибкой, что является важным шагом на пути к квантовому Интернету. [85] [86]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р Павлин 2008 , стр. 175–183.
- ^ Беккерель, Анри (1896). «Об излучениях, испускаемых фосфоресценцией». Отчеты . 122 : 420–421.
- ^ «Веха 1: Природные вехи в вращении» . www.nature.com . Проверено 9 сентября 2018 г.
- ^ Мария Кюри и наука о радиоактивности: прорывы в исследованиях (1897–1904). Архивировано 17 ноября 2015 г. в Wayback Machine . Айп.орг. Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Истории электрона: рождение микрофизикипод редакцией Джеда З. Бухвальда, Эндрю Уорвика
- ^ Лармор, Джозеф (1897), Bibcode : 1897RSPTA.190..205L , дои : 10.1098/rsta.1897.0020 , Philosophical Transactions of the Royal Society , 190 : 205–300,
- ^ Лармор, Джозеф (1897), Bibcode : 1897RSPTA.190..205L , doi : 10.1098/rsta.1897.0020 Цитаты из одной из объемных работ Лармора включают: «в то время как атомы вещества полностью или частично представляют собой скопления электронов, находящихся в стабильном орбитальном движении. В частности, эта схема обеспечивает последовательную основу для законов электродинамики и согласуется с реальными отношениями между излучением и движущейся материей».
- «Формула оптической дисперсии была получена в § 11 второй части этих воспоминаний на основе простой гипотезы, что электрическая поляризация молекул вибрирует как единое целое в унисон с электрическим полем излучения».
- «…это передача излучения через среду, пронизанную молекулами, каждая из которых состоит из системы электронов, находящихся в устойчивом орбитальном движении, и каждая из которых способна совершать свободные колебания около устойчивого состояния движения с определенными свободными периодами, аналогичными периодам планетарных неравенств Солнечной системы»;
- «А» будет положительным электроном в среде, а «В» будет дополнительным отрицательным… Таким образом, мы создадим два постоянных сопряженных электрона А и В; каждый из них может перемещаться в среде, но оба они будут сохраняться до тех пор, пока не будут уничтожены внешним процессом, противоположным тому, посредством которого они образовались».
- ^ Содди, Фредерик (12 декабря 1922 г.). «Истоки представлений об изотопах» (PDF) . Нобелевская лекция по химии . Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Эрнест Резерфорд, барон Резерфорд Нельсонский из Кембриджа . Британская энциклопедия онлайн. Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Нобелевская премия по химии 1908 года: Эрнест Резерфорд . nobelprize.org
- ^ Дж. В. Николсон, Месяц. Нет. Рой. Астр. Соц. lxxxii. стр. 49,130, 677, 693, 729 (1912).
- ^ Атомная теория Джона Уильяма Николсона, Рассела МакКормака, Архив истории точных наук, Том. 3, № 2 (25.8.1966), стр. 160-184 (25 страниц), Springer.
- ^ О строении атомов и молекул.Нильс Бор, Философский журнал, серия 6, том 26 июля 1913 г., с. 1-25
- ^ Маккормах, Рассел (весна 1967 г.). «Анри Пуанкаре и квантовая теория». Исида . 58 (1): 37–55. дои : 10.1086/350182 . S2CID 120934561 .
- ^ Айронс, FE (август 2001 г.). «Доказательство квантовой неоднородности Пуанкаре 1911–1912 годов, интерпретируемое как применимое к атомам». Американский журнал физики . 69 (8): 879–884. Бибкод : 2001AmJPh..69..879I . дои : 10.1119/1.1356056 .
- ^ О строении атомов и молекул, Нильс Бор, Философский журнал, серия 6, том 26 июля 1913 г., стр. 1-25
- ^ Прокопиу, Стефан (1913). «Определение молекулярного магнитного момента по квантовой теории М. Планка». Научный бюллетень Румынской академии наук . 1 :151.
- ^ Паис, Авраам (1995). «Введение в атомы и их ядра». В Брауне, Лори М.; Паис, Авраам; Пиппард, Брайан (ред.). Физика двадцатого века . Том. 1. Американский институт физики. п. 89. ИСБН 9780750303101 .
Красота работы Франка и Герца заключается не только в измерении потерь энергии E 2 - E 1 падающего электрона, но они также заметили, что, когда энергия этого электрона превышает 4,9 эВ, ртуть начинает излучать ультрафиолетовый свет. определенной частоты ν, как определено в приведенной выше формуле. Тем самым они дали (поначалу невольно) первое прямое экспериментальное доказательство соотношения Бора!
- ^ П. С. Эпштейн, К теории сильного эффекта , Анналы физики, том. 50 , стр. 489-520 (1916).
- ^ К. Шварцшильд, отчеты королевского двора. Пруссия. акад. Знать. Апрель 1916 г., с. 548
- ^ Льюис, Дж. Н. (1916), «Атом и молекула» , J. Am. хим. Соц. , 38 (4): 762–85, doi : 10.1021/ja02261a002 , S2CID 95865413
- ^ HA Крамерс, Рой. Датская Академия, Интенсивности спектральных линий. О применении квантовой теории к проблеме относительных интенсивностей компонент тонкой структуры и штарковского эффекта линий водородного спектра , с. 287 (1919); О влиянии электрического поля на тонкую структуру линий водорода , Journal of Physics, вып. 3 , стр. 199–223 (1920).
- ^ Льюис, Дж. Н. (1926). «Сохранение фотонов» . Природа . 118 (2981): 874–875. Бибкод : 1926Natur.118..874L . дои : 10.1038/118874a0 . S2CID 4110026 .
- ^ PS Эпштейн, «Эффект Штарка с точки зрения квантовой теории Шрёдингера», Physical Review , том 28 , стр. 695–710 (1926)
- ^ Джон фон Нейман. 1932. Математические основы квантовой механики. , Издательство Принстонского университета: Принстон, Нью-Джерси, переиздано в выпусках 1955, 1971 и 1983 годов.
- ^ Ван Хов, Леон (1958). «Вклад фон Неймана в квантовую теорию» . Бюллетень Американского математического общества . 64 (3): 95–100. дои : 10.1090/s0002-9904-1958-10206-2 .
- ^ Питер, Ф.; Вейль, Х. (1927). «Полнота примитивных представлений замкнутой непрерывной группы». Математика . 97 :737-755. дои : 10.1007/BF01447892 . S2CID 120013521 .
- ^ Брауэр, Ричард ; Вейль, Герман (1935). «Спиноры в n измерениях». Американский журнал математики . 57 (2): 425–449. дои : 10.2307/2371218 . JSTOR 2371218 .
- ^ Фредерик Жолио-Кюри (12 декабря 1935 г.). «Химические доказательства трансмутации элементов» (PDF) . Нобелевская лекция . Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Эйнштейн А, Подольский Б, Розен Н; Подольский; Розен (1935). «Можно ли квантово-механическое описание физической реальности считать полным?» . Физ. Преподобный . 47 (10): 777–780. Бибкод : 1935PhRv...47..777E . дои : 10.1103/PhysRev.47.777 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Биркгоф, Гаррет и фон Нейман, Дж. (1936). «Логика квантовой механики». Анналы математики . 37 (4): 823–843. дои : 10.2307/1968621 . JSTOR 1968621 .
- ^ Омнес, Роланд (8 марта 1999 г.). Понимание квантовой механики . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-00435-8 . Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Далла Кьяра, ML ; Джунтини, Р. (1994). «Нерезкая квантовая логика». Основы физики . 24 (8): 1161–1177. Бибкод : 1994FoPh...24.1161D . дои : 10.1007/BF02057862 . S2CID 122872424 .
- ^ Джорджеску, Г. (2006). «N-значная логика и алгебры Лукасевича-Мойсила». Аксиоматика . 16 (1–2): 123–136. дои : 10.1007/s10516-005-4145-6 . S2CID 121264473 .
- ^ Х. Ян и Э. Теллер (1937). «Стабильность многоатомных молекул в вырожденных электронных состояниях. I. Орбитальное вырождение» . Труды Королевского общества А. 161 (905): 220–235. Бибкод : 1937RSPSA.161..220J . дои : 10.1098/rspa.1937.0142 .
- ^ Дайсон, Ф. (1949). «S-Матрица в квантовой электродинамике». Физ. Преподобный . 75 (11): 1736–1755. Бибкод : 1949PhRv...75.1736D . дои : 10.1103/PhysRev.75.1736 .
- ^ Стикс, Гэри (октябрь 1999 г.). «Позор и честь в Атомном кафе: Эдвард Теллер не сожалеет о своей спорной карьере» . Научный Американ : 42–43. Архивировано из оригинала 18 октября 2012 г. Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Ганс А. Бете (28 мая 1952 г.). МЕМОРАНДУМ ОБ ИСТОРИИ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПРОГРАММЫ (Отчет). Реконструированная версия на основе лишь частично рассекреченных документов, с намеренным удалением некоторых слов.
- ^ Блох, Ф.; Хансен, В.; Паккард, Мартин (1946). «Ядерная индукция» . Физический обзор . 69 (3–4): 127. Бибкод : 1946PhRv...69..127B . дои : 10.1103/PhysRev.69.127 .
- ^ Блох, Ф.; Джеффрис, К. (1950). «Прямое определение магнитного момента протона в ядерных магнетонах». Физический обзор . 80 (2): 305–306. Бибкод : 1950PhRv...80..305B . дои : 10.1103/PhysRev.80.305 .
- ^ Блох, Ф. (1946). «Ядерная индукция» . Физический обзор . 70 (7–8): 460–474. Бибкод : 1946PhRv...70..460B . дои : 10.1103/PhysRev.70.460 .
- ^ Гутовский, Х.С.; Кистяковский, ГБ; Пейк, GE; Перселл, Э.М. (1949). «Структурные исследования с помощью ядерного магнетизма. I. Жесткие кристаллические решетки». Журнал химической физики . 17 (10): 972. Бибкод : 1949ЖЧФ..17..972Г . дои : 10.1063/1.1747097 .
- ^ Гарднер, Дж.; Перселл, Э. (1949). «Точное определение магнитного момента протона в магнетонах Бора». Физический обзор . 76 (8): 1262–1263. Бибкод : 1949PhRv...76.1262G . дои : 10.1103/PhysRev.76.1262.2 .
- ^ Карвер, TR; Слихтер, КП (1953). «Поляризация ядерных спинов в металлах». Физический обзор . 92 (1): 212–213. Бибкод : 1953PhRv...92..212C . дои : 10.1103/PhysRev.92.212.2 .
- ^ Хью Эверетта Теория универсальной волновой функции , диссертация, Принстонский университет, (1956, 1973), стр. 1–140.
- ^ Эверетт, Хью (1957). «Формулировка относительного состояния квантовой механики» . Обзоры современной физики . 29 (3): 454–462. Бибкод : 1957РвМП...29..454Е . дои : 10.1103/RevModPhys.29.454 . Архивировано из оригинала 27 октября 2011 г.
- ^ Яцек В. Хеннель; Яцек Клиновски (2005). «Вращение под волшебным углом: историческая перспектива». В Яцеке Клиновски (ред.). Новые методы ЯМР твердого тела . Темы современной химии. Том. 246. Спрингер. стр. 1–14. дои : 10.1007/b98646 . ISBN 978-3-540-22168-5 . ПМИД 22160286 . ( Новые методы ЯМР твердого тела , стр. 1, в Google Книгах )
- ^ В.Е. Барнс; Коннолли, П.; Креннелл, Д.; Калвик, Б.; Делани, В.; Фаулер, В.; Хагерти, П.; Харт, Э.; Хорвиц, Н.; Хаф, П.; Дженсен, Дж.; Копп, Дж.; Лай, К.; Лейтнер, Дж.; Ллойд, Дж.; Лондон, Г.; Моррис, Т.; Орен, Ю.; Палмер, Р.; Проделл, А.; Радойич, Д.; Рам, Д.; Ричардсон, К.; Самиос, Н.; Сэнфорд, Дж.; Шатт, Р.; Смит, Дж.; Стоунхилл, Д.; Стрэнд, Р.; и др. (1964). «Наблюдение гиперона со странностью номер три» (PDF) . Письма о физических отзывах . 12 (8): 204–206. Бибкод : 1964PhRvL..12..204B . doi : 10.1103/PhysRevLett.12.204 . ОСТИ 12491965 .
- ^ Абрагам, Анатоль (1961). Принципы ядерного магнетизма . Оксфорд: Кларендон Пресс. OCLC 242700 .
- ^ Брайан Дэвид Джозефсон (12 декабря 1973 г.). «Открытие туннельных сверхтоков» (PDF) . Нобелевская лекция . Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Мария Гепперт Майер (12 декабря 1963 г.). «Модель оболочки» (PDF) . Нобелевская лекция . Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Мэнсфилд, П; Граннелл, ПК (1973). «Дифракция ЯМР в твердых телах?». Журнал физики C: Физика твердого тела . 6 (22): Л422. Бибкод : 1973JPhC....6L.422M . дои : 10.1088/0022-3719/22.06.007 . S2CID 4992859 .
- ^ Гарроуэй, Ананас; Граннелл, ПК; Мэнсфилд, П. (1974). «Формирование изображения в ЯМР с помощью процесса селективного облучения». Журнал физики C: Физика твердого тела . 7 (24): Л457. Бибкод : 1974JPhC....7L.457G . дои : 10.1088/0022-3719/24.07.006 . S2CID 4981940 .
- ^ Мэнсфилд, П.; Модсли, А.А. (1977). «Медицинская визуализация методом ЯМР». Британский журнал радиологии . 50 (591): 188–94. дои : 10.1259/0007-1285-50-591-188 . ПМИД 849520 . S2CID 26374556 .
- ^ Мэнсфилд, П. (1977). «Формирование многоплоскостного изображения с использованием спинового эха ЯМР ». Журнал физики C: Физика твердого тела . 10 (3): L55–L58. Бибкод : 1977JPhC...10L..55M . дои : 10.1088/0022-3719/10/3/004 . S2CID 121696469 .
- ^ Пригожин, Илья (8 декабря 1977 г.). «Время, структура и колебания» (PDF) . Наука . 201 (4358): 777–85. дои : 10.1126/science.201.4358.777 . ПМИД 17738519 . S2CID 9129799 . Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Рубинсон, Калифорния; Рубинсон, Кеннет А.; Паттерсон, Джон (1979). «Ферромагнитный резонанс и спиновые волны возбуждают журналы в металлических стеклах». Дж. Физ. хим. Твердые тела . 40 (12): 941–950. Бибкод : 1979JPCS...40..941B . дои : 10.1016/0022-3697(79)90122-7 .
- ^ Аспект, Ален; Гранжье, Филипп; Роджер, Жерар (1982). «Экспериментальная реализация мысленного эксперимента Эйнштейна-Подольского-Розена-Бома: новое нарушение неравенств Белла» . Письма о физических отзывах . 49 (2): 91–94. Бибкод : 1982PhRvL..49...91A . doi : 10.1103/PhysRevLett.49.91 .
- ^ Аспект, Ален; Далибар, Жан; Роджер, Жерар (1982). «Экспериментальная проверка неравенств Белла с использованием анализаторов, изменяющихся во времени» (PDF) . Письма о физических отзывах . 49 (25): 1804–1807. Бибкод : 1982PhRvL..49.1804A . doi : 10.1103/PhysRevLett.49.1804 .
- ^ «Письма о физическом обзоре - Том 28, выпуск 14» .
- ^ «Нобелевская премия по физике 2022» . NobelPrize.org . Проверено 20 апреля 2024 г.
- ^ Параметры машины TFTR . W3.pppl.gov (10 мая 1996 г.). Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Основные характеристики JET - EFDA JET. Архивировано 20 ноября 2011 г. в Wayback Machine . Jet.efda.org. Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Европейский веб-сайт JET. Архивировано 20 марта 2012 г. в Wayback Machine . (PDF) . Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Японское агентство по атомной энергии. Naka Fusion Institute. Архивировано 8 декабря 2015 г. в Wayback Machine.
- ^ Исследования термоядерной плазмы (FPR), JASEA, Институт термоядерного синтеза Нака. Архивировано 8 декабря 2015 г. в Wayback Machine . Jt60.naka.jaea.go.jp. Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Мюллер, К.А.; Беднорц, Дж. Г. (1987). «Открытие класса высокотемпературных сверхпроводников». Наука . 237 (4819): 1133–9. Бибкод : 1987Sci...237.1133M . дои : 10.1126/science.237.4819.1133 . ПМИД 17801637 . S2CID 34578587 .
- ^ Понт, М.; Уолет, Северная Каролина; Гаврила М.; Маккарди, CW (1988). «Дихотомия атома водорода в сверхинтенсивных высокочастотных лазерных полях». Письма о физических отзывах . 61 (8): 939–942. Бибкод : 1988PhRvL..61..939P . doi : 10.1103/PhysRevLett.61.939 . ПМИД 10039473 .
- ^ Понт, М.; Уолет, Н.; Гаврила М. (1990). «Радиационное искажение атома водорода в сверхинтенсивных высокочастотных полях линейной поляризации». Физический обзор А. 41 (1): 477–494. Бибкод : 1990PhRvA..41..477P . дои : 10.1103/PhysRevA.41.477 . ПМИД 9902891 .
- ^ Михай Гаврила: Атомная структура и распад в высокочастотных полях , в «Атомах в интенсивных лазерных полях» , изд. М. Гаврила, Academic Press, Сан-Диего, 1992, стр. 435–510. ISBN 0-12-003901-X
- ^ Мюллер, Х.; Гаврила, М. (1993). «Светоиндуцированные возбужденные состояния в H − ". Physical Review Letters . 71 (11): 1693–1696. Бибкод : 1993PhRvL..71.1693M . doi : 10.1103/PhysRevLett.71.1693 . PMID 10054474 .
- ^ Уэллс, Дж. К.; Симботин И.; Гаврила М. (1998). «Физическая реальность атомных состояний, индуцированных светом». Письма о физических отзывах . 80 (16): 3479–3482. Бибкод : 1998PhRvL..80.3479W . doi : 10.1103/PhysRevLett.80.3479 .
- ^ Эрнст, Э; ван Дуйн, М. Гаврила; Мюллер, Х.Г. (1996). «Многозарядные отрицательные ионы водорода, индуцированные сверхинтенсивными лазерными полями». Письма о физических отзывах . 77 (18): 3759–3762. Бибкод : 1996PhRvL..77.3759V . дои : 10.1103/PhysRevLett.77.3759 . ПМИД 10062301 .
- ^ Шерцер, Дж . ; Чендлер, А.; Гаврила М. (1994). "Ч 2 + в сверхинтенсивных лазерных полях: выравнивание и спектральная реструктуризация». Physical Review Letters . 73 (15): 2039–2042. Bibcode : 1994PhRvL..73.2039S . doi : 10.1103/PhysRevLett.73.2039 . PMID 10056956 .
- ^ Ричард Р. Эрнст (9 декабря 1992 г.). «Ядерно-магнитно-резонансное преобразование Фурье (2D-FT) Спектроскопия» (PDF) . Нобелевская лекция . Проверено 25 апреля 2012 г.
- ^ Шор, П.В. (1994). «Алгоритмы квантовых вычислений: дискретные логарифмы и факторинг» . Материалы 35-го ежегодного симпозиума по основам информатики . IEEE-компьютер. Соц. Нажимать. стр. 124–134. дои : 10.1109/SFCS.1994.365700 . ISBN 978-0-8186-6580-6 .
- ^ Нильсен, Майкл А.; Чуанг, Исаак Л. (9 декабря 2010 г.). Квантовые вычисления и квантовая информация: издание к 10-летию . дои : 10.1017/CBO9780511976667 . ISBN 978-1-107-00217-3 . Проверено 20 апреля 2024 г.
{{cite book}}
:|website=
игнорируется ( помогите ) - ^ PPPL, Принстон, США. Архивировано 7 июня 2011 г. в Wayback Machine . Pppl.gov (12 февраля 1999 г.). Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Вандерсипен, Ливен МК; Штеффен, Матиас; Брейта, Грегори; Яннони, Константино С.; Шервуд, Марк Х.; Чуанг, Исаак Л. (декабрь 2001 г.). «Экспериментальная реализация алгоритма квантового факторинга Шора с использованием ядерного магнитного резонанса» . Природа . 414 (6866): 883–887. arXiv : Quant-ph/0112176 . Бибкод : 2001Natur.414..883V . дои : 10.1038/414883a . ISSN 1476-4687 . ПМИД 11780055 .
- ^ Вайнерман, Леонид (2003). Локально компактные квантовые группы и группоиды: материалы совещания физиков-теоретиков и математиков, Страсбург, 21–23 февраля 2002 г. Вальтер де Грюйтер. стр. 247–. ISBN 978-3-11-020005-8 . Проверено 17 мая 2012 г.
- ^ Аспект, А. (2007). «Быть или не быть местным» . Природа . 446 (7138): 866–867. Бибкод : 2007Natur.446..866A . дои : 10.1038/446866a . ПМИД 17443174 .
- ^ Чо, Адриан (17 декабря 2010 г.). «Прорыв года: первая квантовая машина» . Наука . 330 (6011): 1604. Бибкод : 2010Sci...330.1604C . дои : 10.1126/science.330.6011.1604 . ПМИД 21163978 .
- ^ «Согласованное население» . Новости оборонных закупок. 22 июня 2010 г. Проверено 30 января 2013 г.
- ^ «Бозон Хиггса | ЦЕРН» . дом.церн . Проверено 26 августа 2020 г.
- ^ Маркофф, Джон (29 мая 2014 г.). «Ученые сообщают об открытии надежного способа телепортации данных» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 29 мая 2014 г.
- ^ Пфафф, В.; и др. (29 мая 2014 г.). «Безусловная квантовая телепортация между далекими твердотельными квантовыми битами». Наука . 345 (6196): 532–535. arXiv : 1404.4369 . Бибкод : 2014Sci...345..532P . дои : 10.1126/science.1253512 . ПМИД 25082696 . S2CID 2190249 .
Библиография [ править ]
- Пикок, Кент А. (2008). Квантовая революция: историческая перспектива . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. ISBN 9780313334481 .
- Бен-Менахем, А. (2009). «Историческая хронология квантовой механики 1925–1989». Историческая энциклопедия естественных и математических наук (1-е изд.). Берлин: Шпрингер. стр. 4342–4349. ISBN 9783540688310 .
Внешние ссылки [ править ]
- Учебные материалы по истории квантовой механики в Викиверситете