Cronologia mecanicii cuantice

^[3] Heinrich Hertz descoperă efectul fotoelectric , demonstrat de Einstein în 1905 ca implicând cuante ușoare.

Johannes Rydberg modifică formula lui Balmer pentru a include toate seturile de linii spectrale în atomul de hidrogen, producând formula Rydberg care este folosită ulterior de Niels Bohr și alții pentru a verifica primul model cuantic al atomului lui Bohr .

Pieter Zeeman observă mai întâi efectul Zeeman prin trecerea luminii emise de hidrogen printr-un câmp magnetic.

În iunie, Wien publică o lege de distribuție a radiațiilor corpului negru, care este în conformitate cu datele disponibile. ^[4]

JJThomson anunță descoperirea electronului . ^[4]

În septembrie, eșecul legii de distribuție Wien este confirmat fără îndoială în regiunea cu infraroșu îndepărtat a spectrului corpului negru . ^[4]

În octombrie, Planck își anunță legea privind radiațiile corpului negru la o întâlnire a societății germane de fizică de la Berlin. ^[4]

Pe 14 decembrie, Planck prezintă deducerea legii sale privind radiațiile corpului negru la o prelegere a societății germane de fizică. Introducerea cuantumului de energie este aproape simțită. Este considerat, cel mult, un joc de mână tipic teoreticienilor care urmează să fie eliminat ulterior. ^[4]

Ernest Rutherford se alătură Universității McGill în 1900 de Frederick Soddy și împreună descoperă transmutația nucleară când își dau seama în 1902 că toriul radioactiv se transformă în radiu printr-un proces de degradare nucleară și în gaz (mai târziu se dovedește a fi 4 2He); raportează interpretarea lor despre radioactivitate în 1903. ^[7]

Einstein explică efectele mișcării browniene cauzate de energia cinetică (adică mișcarea) atomilor; mai târziu, teoria sa va fi verificată experimental de Jean Baptiste Perrin , rezolvând astfel o dispută veche de secole privind validitatea teoriei atomice a lui John Dalton .

În septembrie, în Annalen der Physik, Einstein publică articolul Electro dinamica corpurilor în mișcare, care prezintă teoria specială a relativității , în care echivalența este teoretizată echivalența materiei și energiei . ^[8]

Geiger și Marsden au publicat rezultatele experimentelor pe particule, găsind comportamente diferite între diferite materiale, indicând o compoziție atomică diferită.

În septembrie, Einstein pleacă la Salzburg, unde deține un raport în fața elitei germane de fizică ( Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärtze ): „ Despre dezvoltarea opiniilor dvs. despre natura și constituția radiațiilor. "El afirmă că:" Etapa următoare a dezvoltării fizicii teoretice ne va aduce o teorie a luminii care ar putea fi concepută ca un fel de fuziune a undelor și a teoriei emisiilor ". ^[8]

Sir Ernest Rutherford devine cunoscut ca „tatăl fizicii nucleare”: cu modelul său atomic nuclear conduce explorarea fizicii nucleare. ^[11] Ernest Rutherford explică experimentul Geiger-Marsden invocând un model al atomului nuclear din care derivă secțiunea transversală Rutherford. În martie, el a anunțat descoperirea nucleului atomic la o întâlnire la Manchester, în Anglia.

În iulie, Antonius Johannes van den Broek a scris o scurtă scrisoare jurnalului Nature în care susținea că sarcina nucleară a unui anumit element este determinată de numărul său atomic și nu de greutatea sa.

Henri Poincaré publică un argument matematic influent care susține natura esențială a cuantelor energetice. ^{[12] [13]}

Ștefan Procopiu publică o lucrare teoretică cu valoarea corectă a momentului dipol magnetic al electronului μ _B. ^[14]

Bohr obține teoretic valoarea momentului dipolar magnetic al electronului μB ca o consecință a modelului său de atom. În iulie, primul articol al unei trilogii apare în revista Philosophical Magazine în care Bohr enunță teoria cuantică a atomului de hidrogen. În septembrie, a prezentat noua sa teorie cuantică a atomului la reuniunea anuală a Asociației Britanice pentru avansarea științei la Birmingham, Anglia. ^[15]

Johannes Stark și Antonino Lo Surdo descoperă în mod independent deplasarea și divizarea liniilor spectrale ale atomilor și moleculelor datorită prezenței sursei de lumină într-un câmp electric static static.

Pentru a explica formula lui Rydberg (1888), care teorizează corect spectrele de emisie de lumină ale atomului de hidrogen, Bohr presupune că electronii încărcați negativ se rotesc în jurul unui nucleu încărcat pozitiv la anumite distanțe fixe „cuantice” și că fiecare dintre aceste „orbite sferice” au o energie specifică asociată acesteia, astfel încât mișcările electronilor între orbite necesită emisii „cuantice” sau absorbții de energie.

Pentru a explica efectul Zeeman (1896), și anume că liniile spectrale de absorbție sau emisie atomică se schimbă atunci când sursa de lumină este supusă unui câmp magnetic, Arnold Sommerfeld sugerează că pot exista „orbite eliptice” în atomi, pe lângă orbite sferice. . El adaugă numărul cuantic magnetic modelului atomic original al lui Bohr.

În iulie, Einstein începe din nou să lucreze la teoria cuantică și descoperă fenomene de emisie spontană induse de un foton de către un atom.

Hermann Klaus Hugo Weyl introduce conceptul de instrument și teoria gabaritului .

Otto Stern și Walther Gerlach efectuează experimentul Stern-Gerlach , care detectează valori discrete ale momentului unghiular pentru atomi în starea fundamentală, care trece printr-un câmp magnetic neomogen și duce la descoperirea spinului electronic.

Bohr își actualizează modelul de atom pentru a explica mai bine proprietățile tabelului periodic presupunând că anumite numere de electroni (de exemplu, 2, 8 și 18) corespund „cojilor închise” stabile, prezicând teoria orbitală.

Frederick Soddy scrie despre Nobel: „ Interpretarea radioactivității care a fost publicată în 1903 de Sir Ernest Rutherford și mi-a atribuit fenomenul dezintegrării spontane a atomilor elementului radio, în care o parte a atomului original a fost ejectată violent ca o particulă luminoasă, iar restul a format un tip complet nou de atom cu caracteristici chimice și fizice distincte " ^{[ traducere defectă ]} .

Louis de Broglie extinde dualitatea undă-particulă postulând că electronii în mișcare sunt asociați cu undele. Se așteaptă ca lungimile de undă să fie date de h din constanta lui Planck împărțită la impulsul electronului mv = p : λ = h / mv = h / p ^[1]

Gilbert Lewis creează teoria lui Lewis a acizilor și a bazelor pe baza proprietăților electronilor din molecule, definind un acid ca unul care acceptă o pereche solitară de electroni dintr-o bază.

În mai, este publicat raportul cuprinzător al lui Arthur Compton despre descoperirea dispersiei fotonilor cu raze X de către electronii atomici. Efectul Compton , așa cum se numește, este considerat o dovadă incontestabilă în favoarea ipotezei cuantice ușoare din 1905 a lui Einstein. ^[19]

Wolfgang Pauli subliniază principiul excluderii Pauli , care afirmă că doi fermioni identici nu pot ocupa aceeași stare cuantică în același timp, fapt care explică multe caracteristici ale tabelului periodic . ^[1]

În februarie, Max Born , Hendrik Kramers și John Slater (BKS), în încercarea de a contracara ipoteza cuantelor ușoare și a lui Einstein, propun că energia este conservată doar în sens statistic în procesele atomice. Ideea BKS a fost respinsă în mod experimental în aprilie mai 1925. ^[19]

În noiembrie, De Broglie discută cu succes teza sa de doctorat care extinde dualismul undă-particulă la materie. După ce a primit o copie a tezei de la conducătorul lui De Broglie, Einstein și-a dat deja aprobarea. ^[19]

Friedrich Hund subliniază așa-numita regulă a multiplicității maxime a lui Hund, care afirmă că atunci când electronii sunt adăugați succesiv la un atom, multe niveluri sau orbite sunt ocupate individual cât mai mult posibil înainte de orice pereche a electronilor de spin opuși. Ceea ce se întâmplă determină distincția dintre electronii interni din moleculele care rămân în orbitalele atomice și valența electronilor necesară pentru a implica orbitalii moleculari ai ambilor nuclei.

Werner Heisenberg , Max Born și Pascual Jordan dezvoltă formularea mecanică a matricelor mecanicii cuantice ^[1]

În ianuarie, Pauli descoperă principiul excluderii ^[19]

În iunie, Heisenberg merge la insula Heligoland din Marea Nordului pentru a-și reveni după un atac sever de febră a fânului. În timpul șederii sale, el a făcut primii pași fundamentali către mecanica matricială, versiunea sa a râvnitei teorii a mecanicii cuantice. În septembrie, primul articol de pionierat al lui Heisenberg despre mecanica matricială a fost publicat în revista Zeitschrift für Physik, Despre o reinterpretare cuantică-teoretică a relațiilor cinematice și mecanice ^[19].

În noiembrie, Pauli aplică mecanica matricei atomului de hidrogen. Apoi este lansat în martie 1926. În decembrie, în timpul unei întâlniri secrete cu fostul său iubit în stațiunea de schi Arosa din Elveția, Schrödinger construiește ceea ce va fi faimoasa lui ecuație. ^[19]

Oskar Klein și Walter Gordon afirmă ecuația relativistică a undelor cuantice, numită ulterior ecuația Klein-Gordon .

Enrico Fermi descoperă teorema spin-statisticii .

Paul Dirac introduce statisticile Fermi-Dirac .

Erwin Schrödinger folosește postulatul lui De Broglie (1924) pentru a dezvolta o ecuație de undă care reprezintă matematic distribuția unei sarcini electronice distribuite prin spațiu, fiind o simetrie sferică și importantă în anumite direcții, adică prin legături directe de valență, care oferă valori corecte. Pentru liniile spectrale ale atomului de hidrogen; introduce, de asemenea, operatorul hamiltonian în mecanica cuantică .

Paul Epstein reconsideră efectul Stark liniar și pătratic din punctul de vedere al noii teorii cuantice, folosind ecuațiile Schrödinger și multe altele. Ecuațiile derivate pentru intensitățile liniei reprezintă o îmbunătățire semnificativă față de rezultatele anterioare obținute de Hans Kramers ^[21]

În februarie, lucrarea scrisă de Heisenberg, Born și Pascual Jordan , care oferă o prezentare detaliată a structurii matematice a mecanicii matriciale, a fost publicată în „Zeitschrift für Physik” în noiembrie 1925.

În iulie Born propune interpretarea probabilistică a funcției de undă. Schrödinger susține o prelegere la München și în timpul dezbaterii Heisenberg critică punctele slabe ale mecanicii undelor.

În septembrie, Dirac merge la Copenhaga și, în timpul șederii sale, elaborează teoria transformărilor, care arată că mecanica undelor lui Schrödinger și mecanica matricială a lui Heisenberg sunt cazuri particulare ale unei formulări mai generale a mecanicii cuantice.

John von Neumann pune baza matematică a mecanicii cuantice în termeni de operatori hermitieni pe spațiile Hilbert . ^[1]

Max Born dezvoltă interpretarea de la Copenhaga a naturii probabilistice a funcțiilor de undă.

Born și J. Robert Oppenheimer introduc aproximarea Born-Oppenheimer , care permite aproximarea rapidă a energiei și funcției de undă a moleculelor mai mici.

Walter Heitler și Fritz London introduc conceptele de legătură de valență prin aplicarea acesteia pe molecula de hidrogen .

Thomas și Fermi dezvoltă modelul Thomas-Fermi pentru un gaz într-o cutie.

Chandrasekhara Venkata Raman studiază fotonul optic de împrăștiere a electronilor.

Dirac afirmă ecuația relativistică a undei electronice cuantice, ecuația Dirac .

Charles G. Darwin și Walter Gordon rezolvă ecuația Dirac pentru un potențial Coulomb .

Charles Drummond Ellis (împreună cu James Chadwick și colegii) stabilesc în mod clar că spectrul de dezintegrare beta este continuu și nediscret, prezentând o problemă care va fi rezolvată ulterior prin teorizarea (și descoperirea ulterioară) a existenței neutrino .

Walter Heitler folosește ecuația undei Schrödinger pentru a arăta cum două funcții de undă ale atomului de hidrogen se reunesc pentru a forma o legătură covalentă .

Robert Mulliken lucrează, în coordonare cu Hund, pentru a dezvolta o teorie a orbitalilor moleculari prin care electronii sunt atribuiți stărilor care se întind pe o moleculă întreagă și, în 1932, introduce mai multe terminologii noi ale orbitalilor moleculari, cum ar fi legătura σ , legătura π și legătura δ .

Eugene Wigner raportează despre degenerarea stărilor cuantice ale reprezentărilor ireductibile ale grupurilor de simetrie.

Hermann Klaus Hugo Weyl în colaborare cu elevul său Fritz Peter descoperă o teoremă fundamentală a analizei armonice, teorema Peter-Weyl , relevantă pentru reprezentări colective ale teoriei cuantice (inclusiv reducibilitatea completă a reprezentărilor unitare ale unui grup topologic compact); ^[22] introduce cuantificarea Weyl .

În ianuarie, Clinton Davisson și Lester Germer , reușind să producă difracția electronilor, obțin dovezi concludente ale faptului cădualismul undă-particulă se aplică și materiei.

Arthur Compton primește Premiul Nobel pentru descoperirea efectului Compton .

În noiembrie, George Thomson , fiul lui JJ Thomson , descoperitorul electronului, a raportat că a obținut difracția electronilor cu o tehnică diferită de cea a lui Clinton Davisson și Lester Germer.

Friedrich Hund și Robert Mulliken introduc conceptul orbitalilor moleculari.

Born și Vladimir Fock formulează și demonstrează teorema adiabatică, care afirmă că un sistem fizic rămâne în starea sa proprie instantanee dacă o anumită perturbare acționează asupra sa suficient de încet și dacă există un decalaj între valoarea proprie și restul spectrului hamiltonian.

Oskar Klein și Yoshio Nishina derivă secțiunea Klein-Nishina pentru împrăștierea fotonilor de mare energie din electroni

Sir Nevill Mott deriva la sezione trasversale della croce di Mott per la diffusione di Coulomb degli elettroni relativistici

John Lennard-Jones introduce la combinazione lineare degli orbitali atomici approssimandoli per il calcolo degli orbitali molecolari.

Fritz Houtermans e Roberto d'escourt Atkinson propongono l'idea che le stelle rilasciano energia da fusione nucleare ^[1]

Erich Hückel introduce il metodo degli orbitali molecolari di Hückel , che si espande sulla teoria orbitale per determinare le energie degli elettroni pi nei sistemi di idrocarburi coniugati.

Fritz London spiega le forze di van der Waals attribuite alla interazione fluttuante di momenti di dipolo tra le molecole.

Pauli suggerisce in una famosa lettera che, oltre agli elettroni ei protoni, gli atomi contengono anche una particella neutra estremamente leggera che si chiama "neutrone". Egli suggerisce che questo "neutrone" è anche emesso durante decadimento beta e non è semplicemente stato ancora osservato. In seguito si è stabilito che questa particella è in realtà il neutrino quasi priva di massa. ^[1]

Walther Bothe e Herbert Becker scoprono che se le particelle alfa molto energetiche emesse dal polonio ricadono su alcuni elementi leggeri, in particolare il berillio , il boro o il litio , vengono prodotti da una radiazione insolitamente penetrante. Dapprima questa radiazione è stata supposta essere la radiazione gamma , anche se è più penetrante degli eventuali raggi gamma conosciuti, ei dettagli dei risultati sperimentali sono molto difficili da interpretare su questa base. Alcuni scienziati cominciano a ipotizzare la possibile esistenza di un'altra particella fondamentale.

Erich Hückel ridefinisce la proprietà dell' aromaticità in un contesto di meccanica quantistica , introducendo il 4n+2, o la regola di Hückel , che prevede sia una molecola organica ad anello planare che avrà proprietà aromatiche.

Ernst Ruska crea il primo microscopio elettronico . ^[1]

Ernest Lawrence crea il primo ciclotrone e fonda il Radiation Laboratory, poi ilLawrence Berkeley National Laboratory ; nel 1939 riceve il Premio Nobel per la Fisica per il suo lavoro sul ciclotrone.

James Chadwick esegue una serie di esperimenti che dimostrano che l'ipotesi dei raggi gamma per la radiazione sconosciuta prodotta da particelle alfa è insostenibile e che le nuove particelle devono essere i neutroni ipotizzati da Fermi . ^[1]

Werner Heisenberg applica la teoria delle perturbazioni per il problema dei due elettroni per mostrare come la risonanza derivante dallo scambio degli elettroni può spiegare le forze di scambio.

Mark Oliphant traendo spunto dalle esperienze di trasmutazione di Ernest Rutherford eseguite qualche anno prima, osserva la fusione dei nuclei leggeri (gli isotopi di idrogeno). Le fasi del ciclo principale della fusione nucleare nelle stelle verranno successivamente elaborate da Hans Bethe nel prossimo decennio.

Carl D. Anderson dimostra sperimentalmente l'esistenza del positrone .

Viene pubblicato in Germania il libro di John von Neumann , I fondamenti matematici della meccanica quantistica . Contiene la sua famosa “dimostrazione di impossibilità”, per cui nessuna teoria variabili nascoste può riprodurre le predizione della meccanica quantistica.

Leo Szilard teorizza per primo il concetto di una reazione nucleare a catena. Egli brevetterà l'idea di un semplice reattore nucleare l'anno successivo.

NN Semyonov sviluppa la teoria della catena quantitativa della reazione chimica, che sarà la base di varie tecnologie che utilizzano l'incenerimento di miscele gassose. L'idea è utilizzata anche per la descrizione della reazione nucleare.

Irène Joliot-Curie e Frédéric Joliot-Curie scoprono la radioattività artificiale e vengono assegnati congiuntamente delPremio Nobel per la Chimica nel 1935. ^[23]

Einstein , Boris Podolsky e Nathan Rosen descrivono il paradosso EPR che sfida la completezza della meccanica quantistica come è stata teorizzata fino a quel momento. Supponendo che il realismo locale sia valido, hanno dimostrato che non ci sarebbe bisogno dei parametri nascosti per spiegare come misurando lo stato quantistico di una particella si potrebbe influenzare lo stato quantistico di un'altra particella senza apparente contatto tra loro. ^[25]

Schrödinger sviluppa l'esperimento mentale delgatto di Schrödinger . Esso illustra quello che ha considerato come i problemi dell' interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica, se particelle subatomiche possono essere in due stati quantici contraddittori in una sola volta.

Hideki Yukawa formula la sua ipotesi del potenziale Yukawa e prevede l'esistenza del pione , affermando che un tale potenziale risulta dallo scambio di un campo scalare massiccio, come si troverebbe nel campo del pione. Prima dell'articolo di Yukawa, si credeva che i campi scalari delle forze fondamentali richiedessero particelle prive di massa.

Garrett Birkhoff e John von Neumann introducono la logica quantistica ^[26] , nel tentativo di riconciliare l'apparente inconsistenza della classica, la logica booleana con il principio di indeterminazione della meccanica quantistica di Heisenberg applicati, ad esempio, per la misura del complementare (non commutabile) osservabili in quantistica meccanica, come la posizione e le quantità di moto; ^[27] gli attuali sistemi di logica quantistica riguardano la logica a più valori non commutativa e non associativa. ^{[28] [29]}

Carl D. Anderson scopre i muoni , mentre sta studiando le radiazioni cosmiche .

Hermann Arthur Jahn e Edward Teller dimostrano, utilizzando la teoria dei gruppi , che le molecole degenerate non lineari sono instabili. ^[30] Il teorema Jahn-Teller afferma in sostanza che ogni molecola non lineare con uno stato fondamentale elettronico degenere subirà una distorsione geometrica che rimuove tale degenerazione, perché la distorsione abbassa l'energia complessiva. Quest'ultimo processo è chiamato l' effetto Jahn-Teller ; questo effetto è stato recentemente considerato anche in relazione al meccanismo di superconduttività in YBCO e altri superconduttori ad alta temperatura. I dettagli dell'effetto Jahn-Teller vengono presentati con alcuni esempi e dati EPR nel libro di Abragam e Bleaney (1970).

Otto Hahn e Fritz Strassmann , suo assistente, inviano un manoscritto di Naturwissenschaften riferendo di aver rilevato del bario dopo il bombardamento dell' uranio con neutroni . Hahn chiama questo nuovo fenomeno una 'rottura' del nucleo di uranio. Allo stesso tempo, Hahn comunica tali risultati a Lise Meitner . Meitner e suo nipote Otto Robert Frisch , interpretano correttamente questi risultati come una fissione nucleare . Frisch conferma sperimentalmente ciò il 13 gennaio 1939 .

Un team guidato da Enrico Fermi crea la prima reazione nucleare artificiale a catena autosostenuta, chiamato Chicago Pile-1 , sotto le gradinate del Campo Stagg presso l' Università di Chicago il 2 dicembre 1942 .

John Archibald Wheeler e Richard Feynman danno origine alla teoria dell' assorbitore di Wheeler-Feynman , un'interpretazione dell'elettrodinamica che presuppone che le particelle elementari non sono auto-interagenti.

George Rochester e Clifford Charles Butler pubblicano due fotografie della camera a nebbia di eventi a raggi cosmici indotti, una che mostra quello che sembra essere una particella neutra che decade in due pioni carichi, e una che sembra essere una particella carica in decadimento in un pione carico e qualcosa di neutro. La massa stimata di nuove particelle è molto difficile, circa la metà della massa di un protone . Altri esempi di queste "V-particelle" è che sono lente e hanno preso il nome di kaoni .

Richard Feynman enuncia il percorso di formulazione integrale della meccanica quantistica .

Edward Teller , fisico e "padre della bomba all'idrogeno", e Stanislaw Ulam , matematico, sono segnalati per aver scritto congiuntamente nel marzo 1951 un rapporto riservato su "Lenti idrodinamiche e radiazione specchio" che determina il passo successivo nel Progetto Manhattan . ^[32]

Felix Bloch e Edward Mills Purcell ricevono il Premio Nobel per la Fisica condiviso per le loro osservazioni del fenomeno quantistico di risonanza magnetica nucleare riportato in precedenza nel 1949. ^{[33] [34] [35]} Purcell riferisce il suo contributo come Ricerca sul Magnetismo Nucleare, e dà credito ai suoi colleghi come Herbert S. Gutowsky per i loro contributi NMR , ^{[36] [37]} così come i ricercatori teorici del magnetismo nucleare come John Hasbrouck Van Vleck .

Donald Glaser crea la camera a bolle , che consente il rilevamento di particelle cariche elettricamente circondandole da una bolla. Le proprietà delle particelle come il momento può essere determinato studiando i loro percorsi elicoidali. Glaser riceve il premio Nobel nel 1960 per la sua invenzione.

Chien-Shiung Wu effettua l' esperimento di Wu , in cui osserva la violazione di parità nel decadimento del cobalto -60, dimostrando che la violazione parità è presente nelle interazioni deboli.

Clyde L. Cowan e Frederick Reines dimostrano sperimentalmente l'esistenza del neutrino .

William Alfred Fowler , Margaret Burbidge , Geoffrey Burbidge , e Fred Hoyle , nella loro articolo 1957 Sintesi degli elementi nelle stelle , mostrano che le abbondanze sono sostanzialmente in tutto, ma gli elementi chimici più leggeri possono essere spiegati con il processo di nucleosintesi nelle stelle.

Hugh Everett formula l' interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica, in cui si afferma che ogni possibile esito quantistico è realizzato in divergenti, non comunicanti universi paralleli in sovrapposizione quantistica. ^{[40] [41]}

Anatole Abragam pubblica il libro di testo fondamentale sulla teoria quantistica della risonanza magnetica nucleare dal titolo The Principles of Nuclear Magnetism ^[43]

Sheldon Lee Glashow estende il modello di interazione elettrodebole sviluppato da Julian Schwinger , includendo una corrente neutra a corto raggio, il Z_o. La struttura risultante di simmetria di Glashow propone, SU (2) XU (1), costituisce la base della teoria accettata delle interazioni elettrodeboli.

Murray Gell-Mann e Yuval Ne'eman classificano in modo indipendente gli adroni secondo un sistema che Gell-Mann chiama Via dell'ottetto , e che alla fine ha portato al modello a quark (1964) della composizione di adroni.

Jeffrey Goldstone , Yoichiro Nambu , Abdus Salam e Steven Weinberg sviluppano quello che oggi è conosciuto come il Teorema di Goldstone : se vi è una trasformazione di simmetria continua in cui la lagrangiana è invariante, allora o lo stato di vuoto è anche invariante per la trasformazione, o ci devono essere delle particelle senza spin di massa, in seguito chiamati bosoni Nambu-Goldstone .

Maria Goeppert-Mayer e Hans Jensen condividono con Eugene P. Wigner metà del Premio Nobel per la Fisica nel 1963 "per le loro scoperte teoria struttura a guscio nucleare" ^[45]

Nicola Cabibbo sviluppa la matrice matematica con cui le prime due (e in definitiva tre) generazioni di quark possono essere previste.

François Englert , Robert Brout , Peter Higgs , Gerald Guralnik , CR Hagen , e Tom Kibble postulano che in un campo quantistico fondamentale, ora chiamato il campo di Higgs , permea lo spazio e, attraverso il meccanismo di Higgs, fornisce la massa a tutte le particelle subatomiche elementari che interagiscono con essa. Mentre il campo di Higgs è postulato per conferire massa ai quark e ai leptoni , rappresenta solo una piccola parte delle masse delle altre particelle subatomiche, come i protoni ei neutroni . Di questi, i gluoni che legano i quark insieme conferiscono la maggior parte della massa delle particelle. Il risultato è ottenuto indipendentemente da tre gruppi: François Englert e Robert Brout; Peter Higgs, lavorando dalle idee di Philip Anderson; e Gerald Guralnik, Carl Richard Hagen e Tom Kibble. ^{[46] [47] [48] [49] [50] [51] [52]}

Sheldon Lee Glashow e James Bjorken predicono l'esistenza del quark charm . L'aggiunta viene proposta perché permette una migliore descrizione delle interazioni deboli (il meccanismo che permette ai quark e alle altre particelle di decadere), eguaglia il numero di quark noti con il numero di leptoni noti, e implica una formula di massa che correttamente riproduce le masse dei mesoni noti.

John Stewart Bell espone il teorema di Bell , che utilizza i rapporti di disuguaglianza verificabili per mostrare i difetti del paradosso Einstein-Podolsky-Rosen e dimostrare che nessuna teoria fisica delle variabili locali nascoste può mai di riprodurre tutte le previsioni della meccanica quantistica. Ciò inaugura lo studio dell' entanglement quantistico , il fenomeno con cui le particelle separate condividono lo stesso stato quantistico pur essendo distanti l'una dall'altra.

Nikolai G. Basov e Aleksandr M. Prokhorov condividono il Premio Nobel per la Fisica per il laser a semiconduttore e l' elettronica quantistica ; condividono anche il premio con Charles Hard Townes , l'inventore del Maser di ammonio.

Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa notano che l'osservazione sperimentale della violazione di CP può essere spiegata se una coppia aggiuntiva di quark esiste. I due nuovi quark sono infine chiamati superiore e inferiore.

Peter Mansfield formula la teoria fisica della risonanza magnetica nucleare (NMRI) ^{[54] [55] [56] [57]}

Burton Richter e Samuel Ting : quark charm sono prodotti quasi contemporaneamente da due squadre nel novembre del 1974, uno allo SLAC diretto da Burton Richter, e uno presso il Brookhaven National Laboratory diretto da Samuel Ting. I quark charm sono osservati legati con antiquark charm di mesoni. Le due scoperte assegnarono indipendente ai mesoni due simboli differenti, J e ψ; così, diventa formalmente conosciuto come il mesone J/ψ . La scoperta convince finalmente la comunità dei fisici riguardo alla validità del modello a quark.

Ilya Prigogine sviluppa il disequilibrio, termodinamico e irreversibile della teoria degli operatori quantistica, in particolare la teoria del tempo superoperatore; gli viene assegnato il Premio Nobel per la Chimica nel 1977 "per i suoi contributi alla termodinamica di non equilibrio, in particolare alla teoria delle strutture dissipative" ^[58]

Vladimir Gershanovich Drinfeld introduce il concetto di gruppi quantici come le algebre di Hopf nel suo discorso fondamentale sulla teoria dei quanti al Congresso Internazionale dei Matematici , e li collega allo studio delle equazioni di Yang-Baxter , che è una condizione necessaria per la solvibilità dei modelli di statistica meccanica ; egli generalizza anche algebre di Hopf per algebre quasi-Hopf, e introduce lo studio di torsioni Drinfeld, che possono essere utilizzate per fattorizzare l'R-matrice corrispondente alla soluzione dell'equazione Yang-Baxter associata a un'algebra di Hopf quasi triangolare.