Modern Particle Theory timeline

Línea de tiempo de la visión moderna (el Modelo Standard): desde 1964 hasta el presente

A mediados de los 60, los físicos comprendieron que sus ideas previas, en las que toda la materia estaba compuesta de protones, neutrones, y electrones, como partículas fundamentales, era insuficientes para explicar las nuevas partículas que se estaban descubriendo. La teoría de los quarks, de Gell-Mann y Zweig solucionó estos problemas. Durante los últimos treinta años, la teoría que hoy se conoce como el Modelo Standard de las Partículas e Interacciones, ha crecido gradualmente y han ganado aceptación, a partir de las nuevas evidencias proporcionadas por los aceleradores de partículas.

Partículas descubiertas desde 1964 hasta el presente:

1964 Murray Gell-Mann y George Zweig introdujeron la idea tentativa de los quarks. Sugirieron que los mesones y los bariones están compuestos por quarks o antiquarks de tres tipos, llamados up, down y strange (u, d, s), con spin 1/2 y cargas eléctricas 2/3, -1/3, -1/3, respectivamente (resulta que esta teoría no es completamente exacta). Ya que estas cargas nunca han sido observadas, la introducción de los quarks fue tratada como una explicación matemática de los patrones de sabor, seguidos por las masas de las partículas, más que como un postulado de existencia de objetos físicos reales. Más tarde, los desarrollos teóricos y experimentales, nos permitieron considerar a los quarks como objetos físicos reales, aunque no puedan ser aislados.

1964 Ya que los leptones tenían cierto patrón, varios trabajos sugirieron la existencia de un cuarto quark, con otro sabor, para que el patrón de los quarks sea similar al de los leptones; actualmente los sabores se llaman generaciones de materia. Muy pocos físicos tomaron seriamente esta sugerencia en ese momento. Sheldon Glashow y James Bjorken acuñaron el término "charm" (encanto) para el cuarto (c) quark.

1965 O.W. Greenberg, M.Y. Han, y Yoichiro Nambu introdujeron la propiedad de carga de color del quark. Todos los hadrones observados son de color neutro.

...1966... El modelo del quark es aceptado en forma relativamente lenta, debido a que los quarks no han sido observados.

1967 Steven Weinberg y Abdus Salam separadamente propusieron una teoría que unifica las interacciones electromagnéticas y débiles formando la interacción electrodébil. Sus teorías requieren la existencia de un bosón neutro, que interactúa en forma débil (ahora llamado el Z⁰)y que sea el mediador de la interacción débil; ese bosón no había sido observado aún en aquel tiempo. Ellos también predijeron la existencia de un bosón, masivo, adicional, llamado el bosón de Higgs que no ha sido aún observado hoy día.

1968-69 En el Acelerador Lineal de Stanford, en un experimento en el cual se hace que los electrones sean dispersados por protones, los electrones parecen "rebotar" contra un pequeño centro duro dentro del protón. James Bjorken y Richard Feynman analizaron estos datos en términos de un modelo de partículas constituyentes dentro del protón (ellos no usaron el nombre "quark" para los constituyentes, aunque igualmente este experimento proporcionó evidencia para los quarks.)

1970 Sheldon Glashow, John Iliopoulos, y Luciano Maiani reconocieron la importancia crítica de un cuarto tipo de quark en el contexto del Modelo Standard. Un cuarto quark permite una teoría que tiene interacciones débiles mediadas por un Z⁰, con cambio de sabor.

1973 Donald Perkins, estimulado por una predicción del Modelo Standard, volvió a analizar algunos datos viejos del CERN y encontró indicadores de interacciones debiles sin intercambio de carga de color(debida al intercambio de un Z⁰.)

1973 Fue formulada una teoría cuántica de campos, para las interacciones fuertes. Esta teoría de quarks y gluones (que ahora es parte del Modelo Standard) es similar, en su estructura, a la electrodinámica cuántica (QED), pero dado que las interacciones fuertes actúan sobre las cargas de color, esta teoría se llama cromodinámica cuántica (QCD). Los quarks están destinados a ser partículas reales, con una carga de color. Los gluones son los cuantos, sin masa, del campo de las interacciones fuertes. Esta teoría de interacciones fuertes fue primero sugerida por Harald Fritzsch y Murray Gell-Mann.

1973 David Politzer, David Gross, y Frank Wilczek descubrieron que la teoría de color de las interacciones fuertes tiene una propiedad especial, hoy llamada "libertad asintótica." Esta propiedad es necesaria para describir los datos de 1968-69 en relación con el protón.

1974 En una conferencia, John Iliopoulos presentó, por primera vez en un único reporte, la visión de la física ahora llamada el Modelo Standard. Si Usted quiere entender los distintos aspectos del Modelo Standard, por favor explore la ruta del Modelo Standard.

1974 (Nov.) Burton Richter y Samuel Ting, liderando experimentos independientes, anunciaron el mismo día su descubrimiento de la misma nueva partícula. Ting y sus colaboradores en Brookhaven llamaron a esta partícula la partícula "J", mientras que Richter y sus colaboradores en SLAC llamaron a esta partícula la partícula psi. Ya que los descubrimientos tuvieron igual importancia, la partícula es conocida comúnmente como la partícula J/psi. La partícula J/psi es un mesón charm-anticharm.

1976 Gerson Goldhaber y Francois Pierre encontraron el mesón D0 (y los quarks antiup y charm). Las predicciones teóricas concordaron dramáticamente con los resultados experimentales, ofreciendo un fuerte soporte al Modelo Standard.

1976 El leptón tau fue descubierto por Martin Perl y sus colaboradores en SLAC. Ya que este leptón es la primer partícula registrada de la tercera generación, fue completamente inesperado.

1977 Leon Lederman y sus colaboradores en el Fermilab descubrieron sin embargo otro quark (y su antiquark). Este quark fue llamado el quark "bottom". Ya que los físicos se imaginaban que los quarks venían en pares, este descubrimiento incentivó la búsqueda del sexto quark -- "top."

1978 Charles Prescott y Richard Taylor observaron una interacción débil mediada por un Z⁰, en la dispersión por deuterio, de electrones polarizados, en la que aparece una violación de la conservación frente a paridad, como lo predijo el Modelo Standard y confirmando así la predicción teórica.

1979 Se encuentra en PETRA una fuerte evidencia de un gluón radiado por un quark o antiquark iniciales. PETRA es una facilidad de colisión de haces del laboratorio DESY en Hamburgo.

1983 Los bosones intermediarios, W^± y el Z⁰, requeridos por la teoría electrodébil, son observados en dos experimentos que usan el sincrotrón del CERN y que emplean las técnicas desarrolladas por Carlo Rubbia y Simon Van der Meer para colisionar protones y antiprotones.

1989 Los experimentos llevados a cabo en SLAC y en CERN sugirieron fuertemente que hay tres y sólo tres generaciones de partículas fundamentales. Ésto se infiere de la observación que el tiempo de vida del bosón Z⁰-, sólo es consistente con la existencia de exactamente tres neutrinos muy livianos (o sin masa).

1995 Después de dieciocho años de búsqueda en muchos aceleradores, los experimentos CDF y D0 en el Fermilab descubrieron el quark top con una masa inesperada de 175 GeV. Nadie entiende por qué la masa es tan diferente de la de los otros cinco quarks.

Regreso a la línea de tiempo principal

1964	Murray Gell-Mann y George Zweig introdujeron la idea tentativa de los quarks. Sugirieron que los mesones y los bariones están compuestos por quarks o antiquarks de tres tipos, llamados up, down y strange (u, d, s), con spin 1/2 y cargas eléctricas 2/3, -1/3, -1/3, respectivamente (resulta que esta teoría no es completamente exacta). Ya que estas cargas nunca han sido observadas, la introducción de los quarks fue tratada como una explicación matemática de los patrones de sabor, seguidos por las masas de las partículas, más que como un postulado de existencia de objetos físicos reales. Más tarde, los desarrollos teóricos y experimentales, nos permitieron considerar a los quarks como objetos físicos reales, aunque no puedan ser aislados.
1964	Ya que los leptones tenían cierto patrón, varios trabajos sugirieron la existencia de un cuarto quark, con otro sabor, para que el patrón de los quarks sea similar al de los leptones; actualmente los sabores se llaman generaciones de materia. Muy pocos físicos tomaron seriamente esta sugerencia en ese momento. Sheldon Glashow y James Bjorken acuñaron el término "charm" (encanto) para el cuarto (c) quark.
1965	O.W. Greenberg, M.Y. Han, y Yoichiro Nambu introdujeron la propiedad de carga de color del quark. Todos los hadrones observados son de color neutro.
...1966...	El modelo del quark es aceptado en forma relativamente lenta, debido a que los quarks no han sido observados.
1967	Steven Weinberg y Abdus Salam separadamente propusieron una teoría que unifica las interacciones electromagnéticas y débiles formando la interacción electrodébil. Sus teorías requieren la existencia de un bosón neutro, que interactúa en forma débil (ahora llamado el Z⁰)y que sea el mediador de la interacción débil; ese bosón no había sido observado aún en aquel tiempo. Ellos también predijeron la existencia de un bosón, masivo, adicional, llamado el bosón de Higgs que no ha sido aún observado hoy día.
1968-69	En el Acelerador Lineal de Stanford, en un experimento en el cual se hace que los electrones sean dispersados por protones, los electrones parecen "rebotar" contra un pequeño centro duro dentro del protón. James Bjorken y Richard Feynman analizaron estos datos en términos de un modelo de partículas constituyentes dentro del protón (ellos no usaron el nombre "quark" para los constituyentes, aunque igualmente este experimento proporcionó evidencia para los quarks.)
1970	Sheldon Glashow, John Iliopoulos, y Luciano Maiani reconocieron la importancia crítica de un cuarto tipo de quark en el contexto del Modelo Standard. Un cuarto quark permite una teoría que tiene interacciones débiles mediadas por un Z⁰, con cambio de sabor.
1973	Donald Perkins, estimulado por una predicción del Modelo Standard, volvió a analizar algunos datos viejos del CERN y encontró indicadores de interacciones debiles sin intercambio de carga de color(debida al intercambio de un Z⁰.)
1973	Fue formulada una teoría cuántica de campos, para las interacciones fuertes. Esta teoría de quarks y gluones (que ahora es parte del Modelo Standard) es similar, en su estructura, a la electrodinámica cuántica (QED), pero dado que las interacciones fuertes actúan sobre las cargas de color, esta teoría se llama cromodinámica cuántica (QCD). Los quarks están destinados a ser partículas reales, con una carga de color. Los gluones son los cuantos, sin masa, del campo de las interacciones fuertes. Esta teoría de interacciones fuertes fue primero sugerida por Harald Fritzsch y Murray Gell-Mann.
1973	David Politzer, David Gross, y Frank Wilczek descubrieron que la teoría de color de las interacciones fuertes tiene una propiedad especial, hoy llamada "libertad asintótica." Esta propiedad es necesaria para describir los datos de 1968-69 en relación con el protón.
1974	En una conferencia, John Iliopoulos presentó, por primera vez en un único reporte, la visión de la física ahora llamada el Modelo Standard. Si Usted quiere entender los distintos aspectos del Modelo Standard, por favor explore la ruta del Modelo Standard.
1974 (Nov.)	Burton Richter y Samuel Ting, liderando experimentos independientes, anunciaron el mismo día su descubrimiento de la misma nueva partícula. Ting y sus colaboradores en Brookhaven llamaron a esta partícula la partícula "J", mientras que Richter y sus colaboradores en SLAC llamaron a esta partícula la partícula psi. Ya que los descubrimientos tuvieron igual importancia, la partícula es conocida comúnmente como la partícula J/psi. La partícula J/psi es un mesón charm-anticharm.
1976	Gerson Goldhaber y Francois Pierre encontraron el mesón D0 (y los quarks antiup y charm). Las predicciones teóricas concordaron dramáticamente con los resultados experimentales, ofreciendo un fuerte soporte al Modelo Standard.
1976	El leptón tau fue descubierto por Martin Perl y sus colaboradores en SLAC. Ya que este leptón es la primer partícula registrada de la tercera generación, fue completamente inesperado.
1977	Leon Lederman y sus colaboradores en el Fermilab descubrieron sin embargo otro quark (y su antiquark). Este quark fue llamado el quark "bottom". Ya que los físicos se imaginaban que los quarks venían en pares, este descubrimiento incentivó la búsqueda del sexto quark -- "top."
1978	Charles Prescott y Richard Taylor observaron una interacción débil mediada por un Z⁰, en la dispersión por deuterio, de electrones polarizados, en la que aparece una violación de la conservación frente a paridad, como lo predijo el Modelo Standard y confirmando así la predicción teórica.
1979	Se encuentra en PETRA una fuerte evidencia de un gluón radiado por un quark o antiquark iniciales. PETRA es una facilidad de colisión de haces del laboratorio DESY en Hamburgo.
1983	Los bosones intermediarios, W^± y el Z⁰, requeridos por la teoría electrodébil, son observados en dos experimentos que usan el sincrotrón del CERN y que emplean las técnicas desarrolladas por Carlo Rubbia y Simon Van der Meer para colisionar protones y antiprotones.
1989	Los experimentos llevados a cabo en SLAC y en CERN sugirieron fuertemente que hay tres y sólo tres generaciones de partículas fundamentales. Ésto se infiere de la observación que el tiempo de vida del bosón Z⁰-, sólo es consistente con la existencia de exactamente tres neutrinos muy livianos (o sin masa).
1995	Después de dieciocho años de búsqueda en muchos aceleradores, los experimentos CDF y D0 en el Fermilab descubrieron el quark top con una masa inesperada de 175 GeV. Nadie entiende por qué la masa es tan diferente de la de los otros cinco quarks.