Теория частиц является одним из центральных понятий современной физики. Структуру материи и многие аспекты ее поведения лучше всего понять, если считать ее составленной из мелких дискретных частиц. То же самое относится к свету и другим формам электромагнитного излучения. Эта идея возникла постепенно в течение длительного периода времени, но некоторые люди выделяются в качестве ключевых фигур в развитии теории.
Концепция атома, который происходит от греческого слова, означающего «неделимый», была впервые предложена философом Демокритом, который родился в 5 веке до нашей эры. Демокрит считал, что вся материя состоит из мельчайших, неделимых кусочков. Однако это оказалось идеей, опередившей свое время, и другие философы ее в значительной степени игнорировали. Только в начале 19-го века английский химик по имени Джон Далтон развил эту идею, предложив, что атомная теория материи является самым простым способом объяснить химические реакции между различными веществами.
В течение 18-го и 19-го веков существовали две конкурирующие теории о природе света, одна рассматривая его как поток частиц, а другая как волну. Некоторые эксперименты, похоже, подтверждают последний взгляд, потому что свет действительно распространяется как волна. Однако в 1900 году Макс Планк предположил, что когда свет излучается атомами, он принимает форму дискретных частиц. Эта «квантовая теория» света была усилена в 1905 году, когда Альберт Эйнштейн показал, как она может объяснить фотоэлектрический эффект.
В конце 1890-х годов британский физик по имени Дж. Дж. Томсон обнаружил, что атомы не являются монолитными и неделимыми, но должны содержать более мелкие частицы: отрицательно заряженные электроны. Знакомое, хотя и не совсем правильное, изображение электронов, вращающихся вокруг ядра, подобного планетам вокруг Солнца, было предложено Эрнестом Резерфордом в 1911 году. Картина была уточнена спустя два года, когда Нильс Бор, используя квантовую теорию Планка, показал, как электроны должны были быть ограничен определенными фиксированными уровнями энергии.
Около 1920 года Резерфорд предположил, что атомное ядро можно разделить на несколько положительно заряженных протонов и электрически незаряженных нейтронов, хотя только в 1932 году ученик Резерфорда Джеймс Чедвик нашел экспериментальное доказательство наличия нейтрона. С тех пор многие другие субатомные частицы были открыты с использованием ускорителей высоких энергий, и теперь известно, что протон и нейтрон можно подразделить на кварки - название, придуманное Мюрреем Гелл-Манном в 1964 году.
© digitrode.ru