Atomtheorie – Demokrit
Demokrit schlägt vor, dass alle Materie aus unteilbaren Teilchen besteht, die genannt werden atomos (Atome), getrennt durch Leere. Diese philosophische Idee ging der modernen Atomtheorie um 2.300 Jahre voraus.
Archimedisches Prinzip und Statik
Archimedes entdeckt das Gesetz des Auftriebs und entwickelt die Prinzipien des Hebels und des Schwerpunkts – grundlegende Ergebnisse in der Mechanik und Hydrostatik.
Heliozentrisches Modell – Kopernikus
Nikolaus Kopernikus veröffentlicht Der Revolutionär, wodurch die Sonne in den Mittelpunkt des Sonnensystems gerückt und die Erde aus dem kosmischen Zentrum verdrängt wird.
Keplers Gesetze der Planetenbewegung
Johannes Kepler entdeckt, dass sich Planeten auf elliptischen Bahnen bewegen, gleiche Flächen in gleichen Zeiten überstreichen und dass die Umlaufperiode durch \(T^2 \propto a^3\) mit der großen Halbachse zusammenhängt.
Newtons Prinzipien – Klassische Mechanik
Isaac Newton veröffentlicht Principia Mathematica, indem er seine drei Bewegungsgesetze und das Gesetz der universellen Gravitation begründete – die Grundlage der klassischen Physik für über 200 Jahre.
Maxwells Gleichungen – Elektromagnetismus
James Clerk Maxwell vereint Elektrizität, Magnetismus und Optik in einem einzigen Rahmen und sagt voraus, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist, die sich mit \(c \ca. 3 \times 10^8\) m/s ausbreitet.
Entdeckung der Röntgenstrahlen — Röntgen
Wilhelm Röntgen entdeckt die Röntgenstrahlen, erhält den ersten Nobelpreis für Physik (1901) und leitet das Zeitalter der Strahlenphysik ein.
Entdeckung des Elektrons – J.J. Thomson
J.J. Thomson identifiziert das Elektron mithilfe von Kathodenstrahlröhrenexperimenten als subatomares Teilchen und zeigt, dass Atome eine innere Struktur haben.
Plancks Quantenhypothese
Max Planck löst die UV-Katastrophe, indem er vorschlägt, dass die Energie quantisiert wird: \(E = h\nu\). Dies war die Geburtsstunde der Quantentheorie – obwohl Planck selbst ihre radikalen Implikationen nur ungern akzeptieren wollte.
Einsteins Annus Mirabilis
In einem einzigen Jahr veröffentlicht Einstein vier bahnbrechende Arbeiten: den photoelektrischen Effekt, die Brownsche Bewegung, die spezielle Relativitätstheorie (\(E = mc^2\)) und die spezielle relativistische Kinematik – jede davon hätte ihm den Nobelpreis eingebracht.
Rutherfords Kernmodell
Ernest Rutherfords Goldfolienexperiment zeigt, dass Atome einen winzigen, dichten, positiv geladenen Kern haben, der von größtenteils leerem Raum umgeben ist – und stellt damit Thomsons „Plum Pudding“-Modell zunichte.
Bohr-Modell des Atoms
Niels Bohr schlägt quantisierte Elektronenbahnen vor, um das Wasserstoffspektrum zu erklären und verbindet damit die klassische Mechanik und die frühe Quantentheorie.
Allgemeine Relativitätstheorie – Einstein
Einstein stellt seine allgemeine Relativitätstheorie vor, in der er die Schwerkraft als die durch Masse und Energie verursachte Krümmung der Raumzeit beschreibt. Bestätigt durch die Sonnenfinsternis-Beobachtungen von Licht, das sich um die Sonne beugt.
de Broglie Welle-Teilchen-Dualität
Louis de Broglie schlägt vor, dass Materie Welleneigenschaften mit der Wellenlänge \(\lambda = h/p\) hat – was 1927 experimentell durch Elektronenbeugung bestätigt wurde.
Quantenmechanik – Heisenberg, Schrödinger, Born
Werner Heisenberg formuliert die Matrixmechanik; Erwin Schrödinger entwickelt selbstständig die Wellenmechanik; Max Born liefert die probabilistische Interpretation der Wellenfunktion. Die moderne Quantenmechanik ist geboren.
Heisenberg-Unsicherheitsprinzip
Heisenberg zeigt, dass Ort und Impuls nicht beide genau bekannt sein können: \(\Delta x \cdot \Delta p \geq \hbar/2\). Die fünfte Solvay-Konferenz in diesem Jahr brachte bekanntlich Bohr, Einstein, Curie, Heisenberg, Dirac, Schrödinger und andere zusammen.
Dirac-Gleichung und Antimaterie
Paul Diracs relativistische Quantengleichung für das Elektron sagt die Existenz von Antimaterie (dem Positron) voraus und wurde 1932 von Carl Anderson bestätigt.
Entdeckung des Neutrons – Chadwick
James Chadwick entdeckt das Neutron, vervollständigt damit das Grundbild der Atomkerne und ebnet den Weg zur Kernphysik und Kernspaltung.
Kernspaltung und Atombombe
Das Manhattan-Projekt wendet Einsteins \(E = mc^2\) an und demonstriert Masse-Energie-Äquivalenz in katastrophalem Ausmaß. Die Atomenergie öffnet auch die Tür zur nuklearen Stromerzeugung.
Quantenelektrodynamik (QED) – Feynman, Schwinger, Tomonaga
QED ist die erste vollständige Quantenfeldtheorie, die elektromagnetische Wechselwirkungen mit außergewöhnlicher Präzision beschreibt. Feynman-Diagramme bieten eine intuitive bildliche Berechnung für die Störungstheorie.
DNA-Struktur und Biophysik
Watson, Crick, Franklin und Wilkins klären die Doppelhelix-Struktur der DNA auf – physikalische Methoden (Röntgenkristallographie) entschlüsseln das Geheimnis des Lebens.
Satz von Bell und Quarks
John Bell leitet seine berühmten Ungleichungen ab – Tests, ob die Quantenmechanik durch lokale Theorien versteckter Variablen ersetzt werden kann. Murray Gell-Mann und George Zweig schlagen unabhängig voneinander das Quark-Modell vor.
Kosmischer Mikrowellenhintergrund entdeckt
Arno Penzias und Robert Wilson entdecken zufällig die CMB – Wärmestrahlung des Urknalls – und bestätigen damit die Urknall-Kosmologie. Nobelpreis 1978.
Elektroschwache Vereinigung und QCD
Glashow, Weinberg und Salam vereinen die elektromagnetischen und schwachen Kernkräfte. Gross, Politzer und Wilczek entdecken asymptotische Freiheit in der QCD. Das Standardmodell nimmt seine moderne Form an.
Hawking-Strahlung
Stephen Hawking sagt voraus, dass Quanteneffekte dazu führen, dass Schwarze Löcher langsam Wärmestrahlung aussenden und schließlich verdampfen – eine tiefgreifende Verbindung zwischen Quantenmechanik, Thermodynamik und allgemeiner Relativitätstheorie.
Kosmische Inflation – Guth
Alan Guth schlägt vor, dass das frühe Universum eine kurze Phase exponentieller Expansion durchlief, was die Flachheits- und Horizontprobleme des Urknalls erklärt.
AdS/CFT-Korrespondenz – Maldacena
Juan Maldacena vermutet eine Dualität zwischen der Stringtheorie im Anti-de-Sitter-Raum und einer konformen Feldtheorie an seiner Grenze – der am häufigsten zitierten Arbeit in der Hochenergiephysik.
Beschleunigendes Universum und dunkle Energie
Zwei unabhängige Supernova-Erforschungsteams entdecken, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt, was auf die Existenz dunkler Energie schließen lässt. Nobelpreis für Physik 2011.
Higgs-Boson am CERN entdeckt
Die ATLAS- und CMS-Experimente am Large Hadron Collider verkünden die Entdeckung des Higgs-Bosons, des letzten fehlenden Teils des Standardmodells. Nobelpreis 2013 an Higgs und Englert verliehen.
Erste Gravitationswellendetektion – LIGO
Die LIGO-Kollaboration erkennt Gravitationswellen aus der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher in 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung – und bestätigt damit eine wichtige Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie ein Jahrhundert nach ihrer Veröffentlichung. Nobelpreis 2017.
Erstes Bild eines Schwarzen Lochs
Das Event Horizon Telescope bildet den Schatten des supermassereichen Schwarzen Lochs in der Galaxie M87 ab – ein direkter visueller Beweis für Schwarze Löcher und eine Bestätigung allgemeiner relativistischer Vorhersagen.
Nobelpreis: Verstöße gegen die Bell-Ungleichung
Alain Aspect, John Clauser und Anton Zeilinger gewinnen den Nobelpreis für Physik für Experimente, die Bell-Ungleichungen eindeutig verletzen, lokale Theorien versteckter Variablen ausschließen und die Quanten-Nichtlokalität bestätigen.
Quantencomputing, neue Teleskope und offene Grenzen
Das James Webb-Weltraumteleskop verändert die beobachtende Astronomie. Quantencomputer erreichen erste Meilensteine. Die Suche nach Dunkler Materie, Quantengravitation und neuer Physik jenseits des Standardmodells geht weiter.
Entdecken Sie die Theorien hinter diesen Entdeckungen
Jede Entdeckung enthält einen Link zu einer detaillierten Theorieerklärung in unserem Leitfaden zu den 20 wichtigsten Theorien.
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