Teoria atomica – Democrito
Democrito propone che tutta la materia sia composta da particelle indivisibili chiamate atomi (atomi), separati dal vuoto. Questa idea filosofica anticipò di 2.300 anni la moderna teoria atomica.
Principio e statica di Archimede
Archimede scopre la legge della galleggiabilità e sviluppa i principi della leva e del baricentro: risultati fondamentali nella meccanica e nell'idrostatica.
Modello Eliocentrico — Copernico
Niccolò Copernico pubblica De revolutionibus, ponendo il Sole al centro del sistema solare e spostando la Terra dal centro cosmico.
Leggi di Keplero sul moto planetario
Giovanni Keplero scopre che i pianeti si muovono su orbite ellittiche, percorrono aree uguali in tempi uguali e che il periodo orbitale è legato al semiasse maggiore tramite \(T^2 \propto a^3\).
Principia di Newton - Meccanica classica
Isaac Newton pubblica Principia Mathematica, stabilendo le sue tre leggi del movimento e la legge di gravitazione universale, il fondamento della fisica classica per oltre 200 anni.
Equazioni di Maxwell: elettromagnetismo
James Clerk Maxwell unifica elettricità, magnetismo e ottica in un'unica struttura e prevede che la luce sia un'onda elettromagnetica che viaggia a \(c \circa 3 \× 10^8\) m/s.
Scoperta dei raggi X — Röntgen
Wilhelm Röntgen scopre i raggi X, vincendo il primo Premio Nobel per la fisica (1901) e aprendo l'era della fisica delle radiazioni.
La scoperta dell'elettrone - J.J. Thomson
J.J. Thomson identifica l'elettrone come una particella subatomica utilizzando esperimenti sul tubo a raggi catodici, dimostrando che gli atomi hanno una struttura interna.
L'ipotesi quantistica di Planck
Max Planck risolve la catastrofe ultravioletta proponendo che l'energia sia quantizzata: \(E = h\nu\). Questa fu la nascita della teoria quantistica, sebbene lo stesso Planck fosse riluttante ad accettarne le implicazioni radicali.
Annus Mirabilis di Einstein
In un solo anno, Einstein pubblica quattro articoli fondamentali: l'effetto fotoelettrico, il moto browniano, la relatività speciale (\(E = mc^2\)) e l'articolo sulla cinematica relativistica speciale, ognuno dei quali gli sarebbe valso il Premio Nobel.
Il modello nucleare di Rutherford
L'esperimento della lamina d'oro di Ernest Rutherford rivela che gli atomi hanno un nucleo minuscolo, denso, carico positivamente circondato da spazio prevalentemente vuoto, rovesciando il modello del "budino di prugne" di Thomson.
Modello dell'atomo di Bohr
Niels Bohr propone orbite di elettroni quantizzate per spiegare lo spettro dell'idrogeno, collegando la meccanica classica e la prima teoria quantistica.
Relatività Generale – Einstein
Einstein presenta la sua teoria generale della relatività, descrivendo la gravità come la curvatura dello spaziotempo causata dalla massa e dall'energia. Confermato dalle osservazioni dell'eclissi solare del 1919 della luce che si piega attorno al Sole.
de Broglie Dualità onda-particella
Louis de Broglie propone che la materia abbia proprietà d'onda con lunghezza d'onda \(\lambda = h/p\) - confermata sperimentalmente dalla diffrazione di elettroni nel 1927.
Meccanica Quantistica - Heisenberg, Schrödinger, Born
Werner Heisenberg formula la meccanica delle matrici; Erwin Schrödinger sviluppa autonomamente la meccanica delle onde; Max Born fornisce l'interpretazione probabilistica della funzione d'onda. Nasce la moderna meccanica quantistica.
Principio di indeterminazione di Heisenberg
Heisenberg dimostra che la posizione e la quantità di moto non possono essere conosciute entrambe con precisione: \(\Delta x \cdot \Delta p \geq \hbar/2\). La quinta Conferenza Solvay di quest’anno ha riunito notoriamente Bohr, Einstein, Curie, Heisenberg, Dirac, Schrödinger e altri.
Equazione di Dirac e antimateria
L'equazione quantistica relativistica di Paul Dirac per l'elettrone predice l'esistenza dell'antimateria (il positrone), confermata da Carl Anderson nel 1932.
Scoperta del neutrone — Chadwick
James Chadwick scopre il neutrone, completando il quadro fondamentale dei nuclei atomici e aprendo la strada alla fisica nucleare e alla fissione.
Fissione nucleare e bomba atomica
Il Progetto Manhattan applica la \(E = mc^2\) di Einstein, dimostrando l'equivalenza massa-energia su scala catastrofica. L’energia atomica apre anche la porta alla produzione di energia nucleare.
Elettrodinamica Quantistica (QED) — Feynman, Schwinger, Tomonaga
La QED è formulata come la prima teoria quantistica completa dei campi, che descrive le interazioni elettromagnetiche con straordinaria precisione. I diagrammi di Feynman forniscono un calcolo pittorico intuitivo per la teoria delle perturbazioni.
Struttura e biofisica del DNA
Watson, Crick, Franklin e Wilkins chiariscono la struttura a doppia elica del DNA: i metodi fisici (cristallografia a raggi X) svelano il segreto della vita.
Teorema di Bell e quark
John Bell deriva le sue famose disuguaglianze: test per verificare se la meccanica quantistica può essere sostituita da teorie locali sulle variabili nascoste. Murray Gell-Mann e George Zweig propongono indipendentemente il modello a quark.
Scoperto il fondo cosmico a microonde
Arno Penzias e Robert Wilson scoprono accidentalmente la CMB – la radiazione termica del Big Bang – confermando la cosmologia del Big Bang. Premio Nobel 1978.
Unificazione elettrodebole e QCD
Glashow, Weinberg e Salam uniscono le forze elettromagnetiche e nucleari deboli. Gross, Politzer e Wilczek scoprono la libertà asintotica nella QCD. Il Modello Standard assume la sua forma moderna.
Radiazione di Hawking
Stephen Hawking prevede che gli effetti quantistici fanno sì che i buchi neri emettano lentamente radiazioni termiche e alla fine evaporino: un profondo legame tra meccanica quantistica, termodinamica e relatività generale.
Inflazione cosmica – Guth
Alan Guth propone che l'universo primordiale abbia subito un breve periodo di espansione esponenziale, spiegando i problemi di piattezza e di orizzonte del Big Bang.
Corrispondenza AdS/CFT — Maldacena
Juan Maldacena ipotizza una dualità tra la teoria delle stringhe sullo spazio anti-de Sitter e una teoria del campo conforme sul suo confine: l'articolo più citato nella fisica delle alte energie.
Universo in accelerazione ed energia oscura
Due gruppi indipendenti di indagine sulle supernovae scoprono che l'espansione dell'universo sta accelerando, il che implica l'esistenza dell'energia oscura. Premio Nobel per la fisica 2011.
Bosone di Higgs scoperto al CERN
Gli esperimenti ATLAS e CMS al Large Hadron Collider annunciano la scoperta del bosone di Higgs, l'ultimo pezzo mancante del Modello Standard. Premio Nobel 2013 assegnato a Higgs ed Englert.
Primo rilevamento di onde gravitazionali — LIGO
La collaborazione LIGO rileva le onde gravitazionali provenienti dalla fusione di due buchi neri a 1,3 miliardi di anni luce di distanza, confermando una previsione chiave della relatività generale un secolo dopo che fu fatta. Premio Nobel 2017.
Prima immagine di un buco nero
L’Event Horizon Telescope immagina l’ombra del buco nero supermassiccio nella galassia M87: prova visiva diretta dell’esistenza di buchi neri e conferma delle previsioni relativistiche generali.
Premio Nobel: violazioni della disuguaglianza di Bell
Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger vincono il Premio Nobel per la fisica per gli esperimenti che violano in modo definitivo le disuguaglianze di Bell, escludendo le teorie delle variabili nascoste locali e confermando la non località quantistica.
Informatica quantistica, nuovi telescopi e frontiere aperte
Il telescopio spaziale James Webb trasforma l'astronomia osservativa. I computer quantistici superano i primi traguardi. La ricerca della materia oscura, della gravità quantistica e della nuova fisica oltre il Modello Standard continua.
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Ogni scoperta è collegata a una spiegazione teorica dettagliata nella nostra guida alle 20 migliori teorie.
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