Cronologia della scoperta delle particelle
Questa è una cronologia delle scoperta delle particelle subatomiche, comprendenti tutte le particelle scoperte che sembrano essere elementari (vale a dire, indivisibili) date le migliori prove al momento disponibili. Vi sono incluse anche le scoperte delle particelle composte e le antiparticelle che sono state di particolare importanza storica.
Più specificamente, i criteri di inclusione sono:
- Le particelle elementari dal modello standard della fisica delle particelle che sono state così a lungo osservate. Il modello standard è il modello esistente più esaustivo riguardo al comportamento delle particelle; nessuna contraddizione sostanziale è stata scoperta. Tutte le particelle del modello standard sono state verificate, e tutte le altre particelle osservate sono combinazioni di due o più particelle del modello standard.
- Le antiparticelle che sono state storicamente importanti per lo sviluppo della fisica delle particelle, specificamente il positrone e l'antiprotone. La scoperta di queste particelle ha richiesto metodi sperimentali molto diversi da quelli delle loro omologhe della materia ordinaria, fornendo la prova riguardo al fatto che tutte le particelle possiedono antiparticelle — un'idea questa fondamentale per la teoria quantistica dei campi, la moderna struttura matematica per la fisica delle particelle. Nel caso della maggior parte delle scoperte successive, la particella e la sua anti-particella venivano scoperte essenzialmente in modo simultaneo.
- Le particelle composte che sono state le prime particelle scoperte contenenti un particolare costituente elementare, o la cui scoperta è stata cruciale per la comprensione della fisica delle particelle.
È da notare che sono state scoperte molte altre particelle composte; come i mesoni ed i barioni.
- 1885: i protoni scoperti da Eugen Goldstein. Tuttavia esso venne battezzato "protone" solo da Ernest Rutherford nel 1919, che ne comprese il reale ruolo.[1]
- 1895: i raggi X vennero prodotti da Wilhelm Röntgen (più tardi identificati come fotoni)[2]
- 1897: l'elettrone scoperto da J.J. Thomson[3]
- 1899: le particelle alfa scoperte da Ernest Rutherford nella radiazione dell'uranio[4]
- 1900: i raggi gamma (fotoni ad alta-energia) scoperti da Paul Villard nel decadimento dell'uranio.[5]
- 1911: i nuclei atomici identificati da Ernest Rutherford, in base alla dispersione osservata da Hans Wilhelm Geiger e Ernest Marsden.[6]
- 1932: i neutroni scoperti da James Chadwick[7] (predetti da Rutherford nel 1920[8])
- 1932: il positrone (ovvero l'antielettrone, detto anche positone), la prima antiparticella, scoperta da Carl David Anderson[9] (proposta da Paul Dirac nel 1927)
- 1937: il muone (o mu leptone) scoperto da Seth Neddermeyer, Carl D. Anderson, J.C. Street e E.C. Stevenson, utilizzando misurazioni con camera a nebbia dei raggi cosmici.[10] (venne scambiato per pione fino al 1947.[11])
- 1947: il pione (o pi mesone) scoperto da Cecil Frank Powell, César Lattes e Giuseppe Occhialini (previsto da Hideki Yukawa nel 1935[12])
- 1947: il kaone (o K mesone), la prima particella strana, scoperta da G.D. Rochester e C.C. Butler[13]
- 1955: l'antiprotone scoperto da Owen Chamberlain, Emilio Segrè, Clyde Wiegand e Thomas Ypsilantis[14]
- 1956: il neutrino elettronico rilevato da Frederick Reines e Clyde Cowan (proposto da Wolfgang Pauli nel 1931 per spiegare l'apparente violazione del principio di conservazione dell'energia nel decadimento beta)[15] Il nome fu proposto da Enrico Fermi. Allora venne semplicemente riferito come neutrino poiché vi era soltanto un neutrino conosciuto.
- 1962: il neutrino muonico (o mu neutrino) veniva dimostrato di essere distinto dal neutrino elettrone da un gruppo capeggiato da Leon Lederman[16]
- 1969: i partoni (costituenti interni degli adroni) osservati negli esperimenti di dispersione anelastica profonda tra protoni ed elettroni allo SLAC[17][18]; questo venne alla fine associato con il modello di quark (previsto da Murray Gell-Mann e George Zweig nel 1964) e costituisce quindi la scoperta del quark up, quark down e quark strange.
- 1974: il mesone J/ψ scoperto dai gruppi capeggiati da Burton Richter e Samuel Ting, i quali dimostrarono l'esistenza del quark charm[19][20] (proposto da James Bjorken e Sheldon Lee Glashow nel 1964[21])
- 1975: il tauone (o tau leptone) scoperto dal gruppo capeggiato da Martin Lewis Perl[22]
- 1977: il mesone upsilon scoperto al Fermilab, che dimostrò l'esistenza del quark bottom[23] (proposto da Kobayashi e Maskawa nel 1973)
- 1979: il gluone osservato indirettamente negli eventi a tre jet al DESY[24]
- 1983: i bosoni W e Z scoperti da Carlo Rubbia, Simon van der Meer e con la collaborazione del UA1 del CERN[25][26] (previsto in dettaglio da Sheldon Glashow, Abdus Salam e Steven Weinberg)
- 1995: il quark top scoperto al Fermilab[27][28]
- 1995: l'anti-idrogeno prodotto e misurato nell'esperimento LEAR al CERN[29]
- 2000: il neutrino tauonico (o tau neutrino), il primo osservato direttamente al Fermilab[30]
- 2012: il bosone di Higgs (o H°), il primo osservato al CERN
- 2017: il barione Xi (Xi++cc) scoperto al CERN nell'esperimento Large Hadron Collider Beauty(LHCb) composto da un quark up e da 2 quark charm.
Note
modifica- ^ (EN) E. Rutherford, Collision of α Particles with Light Atoms IV. An Anomalous Effect in Nitrogen, in Philosophical Magazine, vol. 37, 1919, p. 581.
- ^ (EN) W.C. Röntgen, Über ein neue Art von Strahlen. Vorlaufige Mitteilung, in Sitzber. Physik. Med. Ges., vol. 137, 1895, p. 1. come tradotto in (EN) A. Stanton, On a New Kind of Rays, in Nature, vol. 53, 1896, p. 274, DOI:10.1038/053274b0.
- ^ (EN) J.J. Thomson, Cathode Rays, in Philosophical Magazine, vol. 44, 1897, p. 293.
- ^ (EN) E. Rutherford, Uranium Radiation and the Electrical Conduction Produced by it, in Philosophical Magazine, vol. 47, 1899, p. 109.
- ^ (EN) P. Villard, Sur la Réflexion et la Réfraction des Rayons Cathodiques et des Rayons Déviables du Radium, in Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, vol. 130, 1900, p. 1010.
- ^ (EN) E. Rutherford, The Scattering of α- and β- Particles by Matter and the Structure of the Atom, in Philosophical Magazine, vol. 21, 1911, p. 669.
- ^ (EN) J. Chadwick, Possible Existence of a Neutron, in Nature, vol. 129, 1932, p. 312, DOI:10.1038/129312a0.
- ^ (EN) E. Rutherford, Nuclear Constitution of Atoms, in Proceedings of the Royal Society A, vol. 97, 1920, p. 324.
- ^ (EN) C.D. Anderson, The Apparent Existence of Easily Deflectable Positives, in Science, vol. 76, n. 1967, 1932, p. 238, DOI:10.1126/science.76.1967.238.
- ^ (EN) S.H. Neddermeyer, C.D. Anderson, Note on the nature of Cosmic-Ray Particles, in Physical Review, vol. 51, 1937, p. 884, DOI:10.1103/PhysRev.51.884.
- ^ (EN) M. Conversi, E. Pancini, O. Piccioni, On the Disintegration of Negative Muons, in Physical Review, vol. 71, 1947, p. 209, DOI:10.1103/PhysRev.71.209.
- ^ (EN) C.D. Anderson, On the Interaction of Elementary Particles, in Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan, vol. 17, 1935, p. 48.
- ^ (EN) G.D. Rochester, C.C. Butler, Evidence for the Existence of New Unstable Elementary Particles, in Nature, vol. 160, 1947, p. 855, DOI:10.1038/160855a0.
- ^ O. Chamberlain, E. Segrè, C. Wiegand, T. Ypsilantis, Observation of Antiprotons, in Physical Review, vol. 100, 1955, p. 947, DOI:10.1103/PhysRev.100.947.
- ^ (EN) F. Reines, C.L. Cowan, The Neutrino, in Nature, vol. 178, 1956, p. 446, DOI:10.1038/178446a0.
- ^ (EN) G. Danby, et al., Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos, in Physical Review Letters, vol. 9, 1962, p. 36, DOI:10.1103/PhysRevLett.9.36.
- ^ (EN) E.D. Bloom, et al., High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°, in Physical Review Letters, vol. 23, 1969, p. 930, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.930.
- ^ (EN) M. Breidenbach, et al., Observed Behavior of Highly Inelastic Electron-Proton Scattering, in Physical Review Letters, vol. 23, 1969, p. 935, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.935.
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- ^ S. Arabuchi et al. (D0 collaboration), Observation of the Top Quark, in Physical Review Letters, vol. 74, 1995, p. 2632, DOI:10.1103/PhysRevLett.74.2632.
- ^ (EN) G. Baur et al., Production of Antihydrogen, in Physics Letters B, vol. 368, 1996, pp. 251–258, DOI:10.1016/0370-2693(96)00005-6.
- ^ (EN) Physicists Find First Direct Evidence for Tau Neutrino at Fermilab, Fermilab, 20 luglio 2000. URL consultato il 20 marzo 2010.
Bibliografia
modifica- V.V. Ezhela, et al., Particle Physics: One Hundred Years of Discoveries: An Annotated Chronological Bibliography, Springer–Verlag, 1996, ISBN 1-56396-642-5.
