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

Erste Belege für mechanische Uhren stammen aus dem Europa des 14. Jahrhunderts. Diese Uhren werden von Gewichten angetrieben.

Im 20. Jahrhundert werden Teilchen gesichtet, die nur für den Billionstel Billionstel Teil einer Sekunde existieren. In dieser winzigen Zeitspanne legt Licht nur einen Bruchteil eines Atomkerns zurück. Diese Zeiten lassen sich selbst mit modernsten Uhren nicht direkt messen. Auf sie kann aber in Teilchenphysikexperimenten über die Zerfallsart der Teilchen indirekt geschlossen werden.

Siehe auch: Lebensdauer, Resonanz

1538 konstruiert der holländische Brillenmacher Hans Janssen mit seinem Sohn Zacharias das erste zusammengesetzte Mikroskop. Dass man Kleines ganz groß machen kann, wenn man Vergrößerungslinsen hintereinander schaltet, ist schon länger bekannt.

Im 20. Jahrhundert werden Teilchen vermessen, die kleiner als ein millionstel millionstel Meter groß sind. Mit optischen Mikroskopen wird man sie daher nie zu Gesicht bekommen. Selbst die modernen Vergrößerungsapparate der Teilchenphysiker in Form hochhausgroßer Teilchendetektoren können bei Elektronen, Neutrinos und Quarks keine Ausdehnung festmachen.

Siehe auch: Teilchendetektor

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

Das erste funktionstüchtige Exemplar einer Nebelkammer wird gebaut. Ihr Konstrukteur ist der schottische Physiker Charles Thomson Rees Wilson (1869-1959). In einer Nebelkammer bilden sich Nebelspuren entlang der Bahnen geladener Teilchen. In der aktuellen Teilchenphysik spielen diese Detektoren keine Rolle mehr.

1927 erhält Wilson den Physik-Nobelpreis Nobelpreis "für seine Methode, die Bahnen von elektrisch geladenen Teilchen durch Kondensation von Wasserdampf sichtbar zu machen."

Siehe auch: Nebelkammer, Nobelpreis

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

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 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

Mit dem Zyklotron macht einer der ersten Kreisbeschleuniger die Runde. In ihm werden geladene Teilchen in einem Magnetfeld auf einer spiralförmigen Bahn beschleunigt.

1939 erhält Erbauer Ernest Lawrence den Physik-Nobelpreis "für die Erfindung und Entwicklung des Zyklotrons und für damit erzielte Resultat, besonders in Bezug auf künstliche radioaktive Stoffe."

Siehe auch: Lawrence, Nobelpreis, Teilchenbeschleuniger, Zyklotron

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

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

Die ersten Tscherenkow-Detektoren sind einsatzbereit. Mit ihnen kann die Geschwindigkeit von geladenen Teilchen gemessen werden, die sich schneller als das Licht bewegen. Denn nur im Vakuum ist die Lichtgeschwindigkeit das oberste Tempolimit. In Materie kann Licht von Teilchen überholt werden.

Ilja Michailowitsch Frank (1908-1990), Igor Jewgenewitsch Tamm (1895-1971) und Pawel Alexejewitsch Tscherenkow (1904-1990) erhalten den Physik-Nobelpreis (1958) "für die Entdeckung und Interpretation des Tscherenkow-Effekts."

Siehe auch: Nobelpreis, Teilchendetektor, Tscherenkow, Tscherenkow-Detektor

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 amerikanische Physiker und Molekularbiologe Donald Arthur Glaser (*1926) beginnt zu Kochen: Er entwickelt die Blasenkammer, in der eine Flüssigkeit entlang der Bahn von geladenen Teilchen zum Sieden gebracht wird.

Glaser erhält 1960 den Physik-Nobelpreis "für die Erfindung der Blasenkammer."

Siehe auch: Blasenkammer, Nobelpreis, Teilchendetektor

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

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY wird gegründet. Der Name geht auf den ersten Beschleuniger des Zentrums zurück, das bis heute Teilchenphysik betreibt. Im HASYLAB wird zudem Synchrotronstrahlung zur Erforschung von Materie verwendet.

Siehe auch: , HASYLAB, HERA

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

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

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

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

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

Mit dem Tevatron geht am Fermilab der energiereichste Beschleuniger der Welt in Betrieb. In ihm werden Protonen und Antiprotonen bei einer Energie von jeweils bis zu einer Billion Elektronenvolt zur Kollision gebracht. Diese geballte Energie wird ausreichen, um 1995 das Top-Quark nachzuweisen.

Siehe auch: Fermilab, Proton, Teilchenbeschleuniger, Tevatron, Top-Quark

Am CERN nimmt der Beschleuniger LEP den Forschungsbetrieb auf. Hier werden unter anderem die Wechselwirkungsteilchen der Schwachen Kraft (die Ws und Zs) genau untersucht. Nach 12 Jahren wird der Beschleuniger abgeschaltet und abgebaut werden, um Platz für den Nachfolger LHC zu machen.

LEP steht für Large Electron Positron Ring.

Siehe auch: CERN, LEP, W, Z

Der Beschleuniger SLC bei am Forschungszentrum SLAC geht in Betrieb. Er schießt Elektronen und Positronen bei jeweils bis zu 50 Milliarden Elektronenvolt aufeinander.

SLC steht für SLAC Linear electron positron Collider.

Siehe auch: SLAC, SLC

Die Forschung an HERA beginnt. Dies ist die größte Beschleunigeranlage des Hamburger Teilchenphysikzentrums in Hamburg. Hier werden - weltweit einzigartig - Elektronen auf Protonen beschleunigt.

Die Elektronen erreichen dabei eine Energie von 27,5 Milliarden Elektronenvolt. Die Protonen schaffen es auf 920 Milliarden Elektronenvolt. Das Forschungsziel von HERA ist es unter anderem, das Innere des Protons zu untersuchen und die Grenzen der Gültigkeit des Standard-Modells zu finden.

HERA steht für Hadron-Elektron-Ring-Anlage.

Siehe auch: , Elektron, Elektronenvolt, HERA, Proton, Standard-Modell

Am Forschungszentrum CERN in der Nähe von Genf nimmt der LHC seinen Forschungsbetrieb auf. Hier werden Protonen mit einer noch nie erreichten Energie von jeweils 7 Billionen Elektronenvolt aufeinander stoßen. Ziel ist es dabei unter anderem, das Higgs-Teilchen zu finden. Der LHC befindet sich seit 2001 im Bau.

LHC steht für Large Hadron Collider.

Siehe auch: CERN, Higgs-Teilchen, LHC