Η Σύγχρονη Άποψη (το Καθιερωμένο Πρότυπο): 1964 - σήμερα

Main Timeline

Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1960, οι φυσικοί αντελήφθησαν ότι η προηγούμενη αντίληψή τους, ότι δηλαδή η ύλη αποτελείται από στοιχειώδη πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια, ήταν ανεπαρκής για να εξηγήσει τις δεκάδες καινούρια σωματίδια που έχουν ανακαλυφθεί. Η θεωρία των κουάρκ των Gell-Mann και Zweig έλυσε αυτά τα προβλήματα. Κατά την διάρκεια των τριάντα τελευταίων ετών, η θεωρία που σήμερα είναι γνωστή σαν το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων και αλληλεπιδράσεων έχει σταδιακά μεγαλώσει και έγινε κοινά αποδεκτή με τις καινούριες αποδείξεις από τους καινούριους επιταχυντές σωματιδίων.

Στοιχειώδη Σωματίδια που ανακαλύφθηκαν μεταξύ 1964 έως σήμερα:

1964 Ο Murray Gell-Mann και ο George Zweig προτείνουν πειραματικά την ιδέα των κουάρκ (quarks). Προτείνουν ότι τα μεσόνια και τα βαρυόνια αποτελούνται από τρία κουάρκ ή αντικουάρκ που ονομάζονται "up", "down", ή  "strange" (u, d, s) με ιδιοστροφορμή  0.5 και ηλεκτρικά φορτία 2/3, -1/3, -1/3, αντίστοιχα (όπως αποδείχθηκε αργότερα αυτή η θεωρία δεν είναι τελείως ακριβής). Επειδή, κλασματικά φορτία δεν είχαν ποτέ παρατηρηθεί στην φύση, η θεωρία των κουάρκ αντιμετωπίσθηκε περισσότερο σαν μία μαθηματική εξήγηση της γενικής εικόνας που παρουσίαζαν οι μάζες των σωματιδίων παρά σαν μια φυσική θεωρία. Αργότερα με την περαιτέρω ανάπτυξη της θεωρίας καθώς και οι πειραματικές παρατηρήσεις μας επέτρεψαν να δούμε τα κουάρκ σαν μία φυσική οντότητα, παρότι δεν μπορούν ποτέ να απομονωθούν. 
1964 Παρατηρώντας την γενική εικόνα των λεπτονίων, προτάθηκε η ύπαρξη ενός τετάρτου κουάρκ ώστε να έχουμε παρόμοια εικόνα και στα κουάρκ που σήμερα είναι γνωστή σαν γενεές της ύλης. Πολύ λίγοι φυσικοί πήραν αυτή την ιδέα στα σοβαρά εκείνη την εποχή. Οι Sheldon Glashow και James Bjorken εισάγουν το όνομα "charm" (χαριτωμένο) για το τέταρτο (c) κουάρκ.
1965 Οι O.W. Greenberg, M.Y. Han, και Yoichiro Nambu εισήγαγαν το φορτίο χρώματος σαν ιδιότητα των κουάρκ. Όλα τα αδρόνια που έχουν παρατηρηθεί έχουν ουδέτερο χρώμα.
...1966... Το πρότυπο των κουάρκ γίνεται αποδεκτό σχετικά αργά μια και τα κουάρκ δεν έχουν παρατηρηθεί. 
1967 Οι Steven Weinberg και Abdus Salam προτείνουν (ανεξάρτητα ο καθένας) μία θεωρία που ενοποιεί την ηλεκτρομαγνητική και την ασθενή αλληλεπίδραση στην ηλεκτρασθενή αλληλεπίδραση. Η θεωρία τους απαιτεί την ύπαρξη ενός ουδέτερου μποζονίου που αλληλεπιδρά μέσω της ασθενούς αλληλεπίδρασης (σήμερα ονομάζεται μποζόνιο Z0) και μεσολαβεί στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις. Το σωματίδιο αυτό δεν είχε παρατηρηθεί εκείνο τον καιρό. Επίσης προέβλεψαν ένα ακόμη βαρύ μποζόνιο, το ονομαζόμενο μποζόνιο Higgs που επίσης δεν έχει παρατηρηθεί.
1968-69 Στον Γραμμικό Επιταχυντή του Stanford, σ' ένα πείραμα κατά  το οποίο μελετούσε την σκέδαση ηλεκτρονίων από πρωτόνια, φαινόταν ότι τα ηλεκτρόνια σκεδάζονται από από μικρά "κέντρα" μέσα στο πρωτόνιο. Οι James Bjorken και Richard Feynman ανέλυσαν τα πειραματικά δεδομένα χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο σύμφωνα με το οποίο το πρωτόνιο είχε δομικά σωματίδια (δεν χρησιμοποίησαν τον όρο "κουάρκ" για τα δομικά σωματίδια, παρότι αυτό το πείραμα έδωσε την απόδειξη για τα κουάρκ).
1970 Οι Sheldon Glashow, Γιάννης Ηλιόπουλος, και Luciano Maiani αναγνώρισαν την μεγάλη σημασία που έχει η ύπαρξη του τέταρτου κουάρκ στο πλαίσιο του Καθιερωμένου Πρότυπου. 
1973 Ο Donald Perkins, παρακινούμενος από τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Πρότυπου, επαναλαμβάνει την ανάλυση παλιών δεδομένων από το CERN και βρίσκει ενδείξεις για την ύπαρξη ασθενών αλληλεπιδράσεων χωρίς αλλαγή φορτίου (λόγω της ανταλλαγής ενός μποζονίου Z0.) 
1973 Αναπτύσσεται η κβαντική θεωρία πεδίου για τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις. Η θεωρία των κουάρκ και των γκλουονίων (που σήμερα αποτελεί μέρος του Καθιερωμένου Πρότυπου) έχει δομή παρόμοια με την κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED). Επειδή αυτή η θεωρία ασχολείται με το φορτίο χρώματος ονομάζεται κβαντική χρωμοδυναμική (QCD). Τα κουάρκ ορίζονται σαν πραγματικά σωματίδια που έχουν φορτίο χρώματος. Τα γκλουόνια είναι τα κβάντα του πεδίου της ισχυρής αλληλεπίδρασης και έχουν μηδενική μάζα. Αυτή η θεωρία των ισχυρών αλληλεπιδράσεων προτάθηκε από τους Harald Fritzsch και Murray Gell-Mann. 
1973 Οι David Politzer, David Gross, και Frank Wilczek ανακάλυψαν ότι η θεωρία του χρώματος στις ισχυρές αλληλεπιδράσεις έχει μια ιδιαίτερη ιδιότητα που σήμερα ονομάζεται "ασυμπτωτική ελευθερία" ("asymptotic freedom"). Αυτή η ιδιότητα ήταν αναγκαία για την εξήγηση των πειραματικών δεδομένων του 1968-69 σχετικά με το πρωτόνιο. 
1974 Στην τελευταία ομιλία ενός συνεδρίου, ο Γιάννης Ηλιόπουλος, παρουσιάζει για πρώτη φορά συγκεντρωμένη την ολική άποψη της φυσικής που σήμερα είναι γνωστή σαν το Καθιερωμένο Πρότυπο. Περισσότερες πληροφορίες για το Καθιερωμένο Πρότυπο μπορείτε να διαβάσετε στην Περιπέτεια των Σωματιδίων.
1974 (Nov.) Ο Burton Richter και ο Samuel Ting, επικεφαλείς δύο διαφορετικών πειραμάτων, ανακοίνωσαν την ίδια μέρα ότι ανακάλυψαν ένα καινούριο σωματίδιο. Ο Τing και οι συνεργάτες του στο Brookhaven ονόμασαν το σωματίδιο "J", ενώ ο  Richter και οι συνεργάτες του στο SLAC το ονόμασαν "ψ". Επειδή και οι δύο παρατηρήσεις έχουν την ίδια βαρύτητα το σωματίδιο είναι σήμερα γνωστό σαν J/ψ. Το J/ψ είναι ένα μεσόνιο με ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ τύπου c. 
1976 Οι Gerson Goldhaber και Francois Pierre βρήκαν το μεσόνιο D0 (αποτελείται από ένα αντικουάρκ τύπου u και ένα κουάρκ τύπου c). Οι προβλέψεις της θεωρίας συμφωνούν με τα πειραματικά αποτελέσματα, προσφέροντας μ' αυτό τον τρόπο υποστήριξη στο Καθιερωμένο Πρότυπο. 
1976 Ο Martin Perl και οι συνεργάτες του στο SLAC ανακάλυψαν το λεπτόνιο τ. Επειδή αυτό το λεπτόνιο είναι το πρώτο που παρατηρήθηκε από την τρίτη γενιά των σωματιδίων, ήταν τελείως απρόσμενο. 
1977 Ο Leon Lederman και οι συνεργάτες του στο Fermilab ανακάλυψαν άλλο ένα κουάρκ (και το αντικουάρκ του). Αυτό το κουάρκ ονομάζεται "bottom" (χαμηλό) ή "beauty" (ομορφιά). Επειδή τα κουάρκ υπάρχουν σε ζεύγη, αυτή  η ανακάλυψη έδωσε την ώθηση για τις έρευνες για το έκτο κουάρκ το t. 
1978 Οι Charles Prescott και Richard Taylor παρατηρούν μία ασθενή αλληλεπίδραση με την ανταλλαγή ενός μποζονίου Z0 σε πείραμα σκέδασης πολωμένων ηλεκτρονίων από δευτέριο. Αυτή η παρατήρηση απέδειξε την παραβίαση της συμμετρίας χώρου επιβεβαιώνοντας τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Πρότυπου. 
1979 Η πρώτη απόδειξη για ένα γκλουόνιο που εκπέμπεται από ένα κουάρκ (ή αντικουάρκ) βρέθηκε στον επιταχυντή PETRA, στο εργαστήριο DESY στο Αμβούργο.
1983 Τα μποζόνια W± και Z0 που είναι τα σωματίδια φορείς των ασθενών αλληλεπιδράσεων παρατηρούνται από δύο πειράματα στο σύγχροτρο του CERN που συγκρούει πρωτόνια και αντιπρωτόνια χρησιμοποιώντας τεχνικές που αναπτύχθηκαν από τους Carlo Rubbia και Simon Van der Meer.
1989 Πειράματα που έγιναν στο CERN και στο SLAC απέδειξαν την ύπαρξη τριών μόνο γενεών θεμελιωδών σωματιδίων. Αυτό το συμπέρασμα βγήκε αποδεικνύοντας ότι ο χρόνος ζωής του μποζονίου Z0 είναι αυτή που περιμένει κανείς αν έχει ακριβώς τρία πολύ ελαφρά (ή με μηδενική μάζα) νετρίνο.
1995 Μετά από έρευνες δεκαοκτώ ετών σε διάφορους επιταχυντές, τα πειράματα CDF και D0 στο Fermilab ανακάλυψαν το κουάρκ τύπου t (top) που έχει μάζα 175 GeV. Κανείς δεν καταλαβαίνει γιατί η μάζα του είναι τόσο πιό μεγάλη από τα άλλα πέντε κουάρκ.
Main TimelineΕπιστροφή στην Κεντρική Σελίδα της Ιστορίας