Nach dem griechischen Philosophen, Mathematiker und Astronomen Thales aus Milet (um 625 bis 546 v. Chr.) ist der Ursprung der Welt recht feucht: Aus Wasser entspringt alles und alles fließt auch wieder in Wasser zurück.

Die Quantentheorie sieht die Welt zwar trockener, in ihr beschreibt man die kleinsten Teilchen aber wie Wellen.

Siehe auch: Quantentheorie, Welle-Teilchen-Dualismus

Nach Empedokles (griechischer Philosoph und Arzt aus Akragas, Sizilien; um 483 bis etwa 425 v. Chr.) besteht die Welt aus den vier Elementen Wasser, Feuer, Luft und Erde. Auf diese vier Bausteine wirken die beiden Urkräfte Liebe und Hass und geben ihnen Gestalt. Zu Beginn der Welt regierte die Harmonie: Denn alles war voller Liebe. Wasser, Feuer, Luft und Erde waren untrennbar vereint.

Auch die moderne Physik geht davon aus, dass die Bausteine des Universums zu Beginn der Welt untrennbar miteinander verschmolzen waren.

Siehe auch: Universum

Der Grieche Demokrit (um 460 bis ca. 370 v. Chr.) und sein Lehrer Leukipp entwickeln die Idee, dass das Universum aus leerem Raum und unsichtbaren, unzerstörbaren Teilchen bestehe. Atomos ist Griechisch für unteilbar.

Siehe auch: Atom, Demokrit

Der Brite John Dalton (1766-1844) findet heraus, dass chemische Elemente nur in bestimmten Verhältnissen Verbindungen eingehen: So bildet sich beispielsweise Wasser immer aus zwei Teilen Wasserstoff und einem Teil Sauerstoff. Aus dieser Tatsache folgert Dalton, dass es Atome als kleinste Bausteine chemischer Elemente geben müsse.

Siehe auch: Atom, Dalton, Element

Der Brite James Maxwell fasst alle bekannten Erkenntnisse zum Elektromagnetismus zu einer einzigen Theorie zusammen, der "dynamischen Theorie des elektromagnetischen Feldes". Daraus ergibt sich unter anderem, dass Licht aus elektromagnetischen Wellen besteht.

Das Standard-Modell der Teilchenphysik sagt heute: Diese Wellen bestehen aus Photonen.

Siehe auch: Elektromagnetismus, James Maxwell, Maxwell-Gleichungen, Photon

Unabhängig voneinander schlagen Dmitrij Mendelejew (1834-1907) und Julius Lothar Meyer (1830-1895) das Periodensystem der Elemente vor. Darin sind alle damals bekannten Elemente ihren chemischen Eigenschaften nach geordnet. Regelmäßigkeiten bei den Elementen werden später durch Regelmäßigkeiten bei den entsprechenden Atomen erklärt.

In den 1960er Jahren führen ganz ähnliche Sortierarbeiten zur Entdeckung der Quarks.

Siehe auch: Atom, Mendelejew, Meyer, Periodensystem, Quark

Der deutsche Physiker Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947) macht den außergewöhnlichen Vorschlag, dass die Energie von Strahlung nur in bestimmten Paketen aufgenommen und abgegeben werden kann. Er schafft damit die Grundlage für die Quantentheorie, die in den folgenden 30 Jahren entwickelt wird.

Im Jahr 1918 erhält Planck den Physik-Nobelpreis "in Anerkennung seiner Verdienste um die Entwicklung der Physik durch seine Entdeckung der Energiequanten."

Siehe auch: Hohlraumstrahlung, Nobelpreis, Planck, Quantentheorie

Der deutsch-amerikanische Physiker Albert Einstein (1879-1955) entwickelt die Spezielle Relativitätstheorie. Darin findet es sich mit der Tatsache ab, dass die Geschwindigkeit des Lichts unabhängig von der Geschwindigkeit der Lichtquelle ist. Daraus folgen die Verwebung von Raum und Zeit und die Umwandlungsmöglichkeit von Masse und Energie.

In Teilchenbeschleunigern wandeln sich Masse und Energie ständig um, auch müssen hier die Gesetze der Relativitätstheorie bedacht werden, die erst richtig bei Geschwindigkeiten in der Nähe der des Lichts zu tragen kommen.

Siehe auch: Albert Einstein, Spezielle Relativitätstheorie

Der deutsch-amerikanische Physiker Albert Einstein (1879-1955) liefert eine quantentheoretische Erklärung für den Photoeffekt. Dabei lösen sich Elektronen von einer Metalloberfläche, wenn auf diese Licht fällt. Einsteins Erklärung: Das Licht besteht aus Paketen, den Photonen, diese übertragen Energie an die Elektronen, so dass sich diese lösen können.

Im Jahr 1921 erhält Einstein den Physik-Nobelpreis "für seine Verdienste um die theoretische Physik und insbesondere für seine Entdeckung des Gesetzes für den photo-elektrischen Effekt."

Siehe auch: Einstein, Nobelpreis, Photoeffekt, Quantentheorie

Der deutsch-amerikanische Physiker Albert Einstein (1879-1955) beginnt damit, die Schwerkraft durch die Krümmung der Raumzeit zu beschreiben. Die Arbeiten werden bis 1916 andauern und Newtons Gravitationstheorie ablösen.

Die Schwerkraft bereitet dem Standard-Modell noch große Probleme. So ist es bisher nicht gelungen, allgemeine Relativitätstheorie und Quantenphysik miteinander zu verheiraten. Es scheint so, als seien dazu ganz neue Konzepte vonnöten, zum Beispiel Superstrings.

Siehe auch: Allgemeine Relativitätstheorie, Einstein, Schwerkraft, Superstringtheorien

Der Däne Niels Bohr (1885-1962) nutzt die bisher gewonnenen Ergebnisse der Quantentheorie, um ein neues Atommodell aufzustellen. Dieses Modell kann einige Eigenschaften von Atomen verblüffend elegant erklären, es bricht aber mit Vorstellungen der klassischen Physik. Bohrs Atommodell ist ein wichtiger Schritt hin zum endgültigen quantenmechanischen Modell, das im folgenden Jahrzehnt aufgestellt wird.

Im Jahr 1922 erhält Niels Bohr den Physik-Nobelpreis "für seine Verdienste bei der Erforschung der Struktur der Atome und der von ihnen ausgehenden Strahlung."

Siehe auch: Atome, Bohr, Nobelpreis, Quantentheorie

Die deutsche Mathematikerin Emmy Noether (1882-1935) zeigt ein für allemal: Mit bestimmten Symmetrien sind Erhaltungsgrößen verbunden. In den kommenden Jahrzehnten werden Symmetrien zu den wichtigsten Ideenlieferanten der modernen Teilchenphysik.

Siehe auch: Noether, Noether-Theorem, Symmetrie

Der Franzose Louis de Broglie (1892-1987) arbeitet für seine Doktorarbeit an der Vermutung, dass sich Teilchen wie Wellen verhalten. Er gibt auch gleich deren Wellenlänge an, die sich aus dem Impuls ergibt.

Im Jahr 1929 erhält de Broglie den Physik-Nobelpreis "für die Entdeckung der Wellennatur des Elektrons."

Siehe auch: de Broglie, Nobelpreis, Quantentheorie, Welle-Teilchen-Dualismus

Der deutsche Physiker Werner Karl Heisenberg (1901-1976) gibt mit seiner Matrizen-Mechanik eine mathematische Beschreibung der Quantentheorie.

Heisenberg erhält 1932 den Physik-Nobelpreis für "die Entwicklung der Quantenmechanik, deren Anwendung unter anderem zur Entdeckung der allotropen Formen des Wasserstoffs führte." (Allotropie ist das Auftreten eines chemischen Elements in verschiedenen festen Zustandsformen)

Siehe auch: Heisenberg, Nobelpreis, Quantentheorie

Der österreichisch-amerikanische Physiker Wolfgang Pauli (1900-1958) formuliert die Vermutung, dass sich Elektronen in einem Atom nicht im selben Zustand befinden dürfen. Daher sind sie alle fein säuberlich auf Schalen übereinander angeordnet. Paulis Verbot gilt auch außerhalb des Atoms für alle Teilchen mit einem halbzahligen Spin.

1945 erhält Pauli den Physik-Nobelpreis "für die Entdeckung des Ausschlussprinzips, auch Pauli-Prinzip genannt."

Siehe auch: Nobelpreis, Pauli, Pauli-Verbot, Quantentheorie, Spin

Der amerikanische Chemiker Gilbert Newton Lewis (1875-1946) schlägt den Namen "Photon" für das Teilchen des Lichts vor.

Siehe auch: Photon

Der österreichische Physiker Erwin Schrödinger (1887-1961) schafft mit der so genannten Wellenmechanik eine mathematische Formulierung der Quantentheorie.

Im Jahr 1933 erhält Schrödinger den Physik-Nobelpreis "für die Entdeckung, neuer fruchtbarer Formen der Atomtheorie."

Siehe auch: Nobelpreis, Quantentheorie, Schrödinger

Der deutsch-britische Physiker Max Born (1882-1970) versucht die Gleichungen der Quantentheorie zu verstehen. Er kommt zum Schluss, dass sie überwiegend Wahrscheinlichkeitsaussagen machen, zum Beispiel über den Aufenthaltsort eines Teilchens. Diese Gedanken werden von Niels Bohr und anderen zur Kopenhagener Interpretation weiterentwickelt.

Max Born erhält 1954 den Physik-Nobelpreis "für seine grundlegenden Arbeiten in der Quantenmechanik, insbesondere für seine statistische Deutung der Wellenfunktion."

Siehe auch: Nobelpreis, Quantentheorie

Der deutsche Physiker Werner Heisenberg (1901-1976) stellt die Unschärferelation auf, nach der es unmöglich ist, sowohl Position wie auch Impuls eines Teilchens beliebig genau zu bestimmen. Dasselbe gilt für Energie und Zeit.

Siehe auch: Heisenberg, Impuls, Unschärferelation

Paul Dirac (1902-1984) kombiniert für die Beschreibung des Elektrons Spezielle Relativitätstheorie und Quantentheorie. Das macht die Beschreibung des Elektrons zwar komplizierter, aber auch richtiger. Auch folgt daraus, dass es ein Antiteilchen zum Elektron geben müsse, ein positives Elektron. Dirac glaubt zunächst, dass es das Proton sei, aber schon bald wird dieser Irrtum berichtigt. Es ist das Positron.

Siehe auch: Antimaterie, Dirac, Elektron, Positron, Quantentheorie, Relativitätstheorie

Wolfgang Pauli (1900-1958) denkt sich das Neutrino aus, um Prozesse der Schwachen Kraft zu erklären.

Siehe auch: Elektron-Neutrino, Neutrinos, Pauli, Schwache Kraft

Paul Dirac (1902-1984) findet eine Antwort auf die Frage, wieso elektrische Ladung nur in bestimmten Vielfachen der Elektronenladung daherkommt. Dazu muss es aber auch magnetische Ladungen, so genannte magnetische Monopole, geben. Da sie bisher nicht entdeckt wurden, aber auch kein Grund bekannt ist, wieso es diese Monopole nicht geben soll, halten Teilchenphysiker weiterhin Ausschau.

Siehe auch: Dirac, Elektrische Ladung, Magnetischer Monopol

Der japanische Physiker Hideki Yukawa (1907-1981) veröffentlicht eine Theorie der Kernkräfte. Danach haften Protonen und Neutronen zu Kernen zusammen, weil sie Pionen (oder: Pi-Mesonen) austauschen.

Als Yukawa die Theorie aufstellt, sind Pionen noch unbekannt. Ihre Entdeckung wird auch noch 12 Jahre dauern. Heute wird Yukawas Theorie als eine Näherung der Quanten-Chromodynamik, der Theorie der Starken Kraft, aufgefasst.

Yukawa erhält 1949 den Physik-Nobelpreis "für seine Vorhersage der Existenz der Mesonen auf der Grundlage theoretischer Arbeiten über Kernkräfte."

Siehe auch: Nobelpreis, Pion, Quanten-Chromodynamik, Starke Kraft

Die Theorie der elektromagnetischen Wechselwirkung, die Quanten-Elektrodynamik, wird abgeschlossen. Sie ist die am genauesten experimentell bestätigte Theorie, die sich Menschen bisher ausgedacht haben.

1965 erhalten Shin-Ichiro Tomonaga (1906-1979), Richard P. Feynman (1918-1988) und Julian Seymour Schwinger (1918-1994) den Physik-Nobelpreis "für die fundamentalen Arbeiten zur Quanten-Elektrodynamik mit weitreichenden Konsequenzen für die Elementarteilchenphysik."

Siehe auch: Elektromagnetismus, Feynman, Nobelpreis, Quanten-Elektrodynamik

Der chinesisch-amerikanische Physiker Chen Ning Yang (*1922) und Robert Mills erfinden mit einem Streich ein ganzes Set neuer Theorien: Diese heißen (nicht-abelsche) Eichtheorien und bilden die theoretische Grundlage für das heutige Standard-Modell.

Siehe auch: Eichtheorien

Der chinesisch-amerikanische Physiker Tsung Dao Lee (*1926) und der chinesische Physiker Chen Ning Yang (*1922) vermuten, dass für ein gespiegeltes Universum andere Gesetze gelten könntne. Diese Vermutung wird im folgenden Jahr bestätigt.

Lee und Yang erhalten 1957 den Physik-Nobelpreis "für ihre tief gehende Untersuchung der so genannten Paritätsgesetze, welche zu wichtigen Entdeckungen bei den Elementarteilchen führte."

Siehe auch: Nobelpreis, Spiegelung, Symmetrie, Verletzung der Spiegelsymmetrie

Der amerikanische Physiker Murray Gell-Mann (*1929) und der israelische Physiker Yuval Ne'eman ordnen alle bekannten stark wechselwirkenden Teilchen ihren Eigenschaften nach zu Mustern an. Dabei ergeben sich Acht- und Dreiecke. Drei Jahre später werden diese Muster durch die Zusammensetzung der Teilchen aus Quarks erklärt.

Gell-Mann erhält 1969 den Physik-Nobelpreis "für seine Beiträge und Entdeckungen hinsichtlich der Klassifikation der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen."

Siehe auch: Gell-Mann, Nobelpreis, Quarks

Der schottische Physiker Peter Higgs (*1929) entdeckt einen theoretischen Trick, mit der Masse in das Standard-Modell der Teilchenphysik gebracht werden kann. Ohne diese Notlösung wären die Teilchen masse- und das Standard-Modell bei der Beschreibung der Welt recht hilflos.

Siehe auch: Higgs, Higgs-Mechanismus, Higgs-Teilchen

Die amerikanischen Physiker Murray Gell-Mann (*1929) und George Zweig (*1937) bemerken zeitgleich, dass mithilfe dreier Quarks Ordnung in das damalige Gewirr der über 100 "Elementar"-Teilchen einkehren kann. Drei weitere Quarks kommen später hinzu.

Gell-Mann erhält 1969 den Physik-Nobelpreis "für seine Beiträge und Entdeckungen hinsichtlich der Klassifikation der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen."

Siehe auch: Gell-Mann, Nobelpreis, Quarks

Sheldon Lee Glashow (*1932), Abdus Salam (1926-1999) und Steven Weinberg (*1933) erklären die schwache Wechselwirkung, indem sie diese theoretisch mit dem Elektromagnetismus verheiraten. Daraus folgt die Existenz der Ws und Zs.

Die drei Physiker erhalten 1979 der Nobelpreis für Physik "für ihre Beiträge zu Theorie und Vereinheitlichung der schwachen und der elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen Elementarteilchen, einschließlich u.a. der Vorhersage des schwachen neutralen Stroms."

Siehe auch: Elektroschwache Vereinigung, Nobelpreis, W, Z

Der italienische Physiker Gabriele Veneziano bringt die erste Version einer Stringtheorie in den wissenschaftlichen Umlauf. Er versucht, damit die Starke Wechselwirkung zu beschreiben, und wird scheitern. Die Stringtheorie wird aber bald herangezogen, um eine Theorie aller Kräaft zu entwickeln.

Siehe auch: Starke Kraft, Stringtheorie

Die Supersymmetrie wird salonfähig. Es handelt sich dabei um eine Symmetrie zwischen Materie- und Wechselwirkungsteilchen. Sie sagt zu jedem der bekannten Teilchen einen supersymmetrischen Partner voraus. Physiker sind seitdem auf Partnersuche - bisher vergebens.

Siehe auch: Materieteilchen, Supersymmetrie, Symmetrie, Wechselwirkungsteilchen

Zwei Niederländer liefern einen wichtigen mathematischen Beweis: In den Theorietypen des Standard-Modells treten keine unsinnigen Unendlichkeiten auf. Im Fachjargon liest sich das: Eichtheorien sind renormierbar.

Der niederländische Physiker Gerardus t'Hooft (*1946) und sein Doktorvater Martinius Veltmann (*1931) erhalten 1999 den Physik-Nobelpreis "für ihre entscheidenden, die Quantenstruktur betreffenden Beiträge zur Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung."

Siehe auch: Eichtheorie, Nobelpreis, Renormierung

Der Amerikaner Murray Gell-Mann (*1929) und der deutsche Harald Fritzsch entwickeln die Quanten-Chromodynamik (QCD) - die immer noch gültige Theorie zur Starken Kraft. Danach haften Quarks aneinander, weil sie Gluonen austauschen.

Das chromo im Namen ist dem griechischen Wort für Farbe entlehnt: So besitzen Quarks nach der QCD eine der Farbladungen Rot, Grün oder Blau. Nach der Theorie ist diese Farbe die Ursache für die Starke Wechselwirkung, so wie die elektrische Ladung Ursache für die elektromagnetische Wechselwirkung ist.

Siehe auch: Farbladung, Gell-Mann, Gluonen, Quanten-Chromodynamik, Quarks

Michael Green und John Schwarz (*1941) entwickeln die Superstringtheorie.

Siehe auch: Stringtheorie

Edward Witten und Paul K. Townsend stellen die M-Theorie vor, die für große Furore in der Stringtheoretiker-Gemeinde sorgt.

Siehe auch: Stringtheorie