양자역학의 연표 20세기
1952 – 앨버트 W. 오버하우저는 동적 핵 분극 이론을 공식화했으며, 이는 오버하우저 효과로도 알려져 있다. 다른 경쟁자로는 1955년에 발표된 아이오넬 솔로몬의 이론(결합 스핀 동역학에 대한 솔로몬 방정식 포함)과 1963년 R. 카이저의 이론이 있다. 일반적인 오버하우저 효과는 1953년 T. R. 카버와 찰스 P. 슬라이처에 의해 처음 실험적으로 입증되었다.
1962년부터 1973년 – 브라이언 데이비드 조지프슨은 영국 케임브리지 왕립 학회 몬드 연구소에서 브라이언 피파드 교수의 지도 아래 박사 과정 학생으로 재직하는 동안 초전도 전류와 관련된 양자 터널링 효과를 정확하게 예측했다. 이어서 1964년에는 자신의 이론을 결합된 초전도체에 적용했다. 이 효과는 나중에 미국 벨 연구소에서 실험적으로 입증되었다. 그는 자신의 중요한 양자 발견으로 1973년 노벨 물리학상을 수상했다.
1964 – 존 스튜어트 벨은 벨 부등식을 제시했다. 이 정리는 측정 가능한 부등식 관계를 사용하여 이전 EPR 역설의 결함을 보여주고, 국소적 숨은 변수의 물리 이론이 양자역학의 모든 예측을 재현할 수 없음을 증명했다. 이는 양자 얽힘 연구의 시작을 알렸는데, 양자 얽힘은 분리된 입자들이 서로 거리가 떨어져 있음에도 불구하고 동일한 양자 상태를 공유하는 현상이다.
1969년부터 1977년 – 네빌 프랜시스 모트와 필립 워런 앤더슨은 유리와 비정질 반도체와 같은 비결정성 고체 내 전자에 대한 양자 이론을 발표했다. 1977년에는 자기 및 무질서 시스템의 전자 구조에 대한 연구로 노벨 물리학상을 수상했으며, 이는 컴퓨터의 전자 스위칭 및 메모리 장치 개발에 기여했다. 이 상은 자기 고체 내 전자 행동 이해에 기여한 존 해즈브룩 밴블렉과 공동 수상했다. 그는 자성의 양자역학적 이론과 결정장 이론(금속 착물 내 화학 결합)의 기초를 확립했으며, 현대 자성의 아버지로 여겨진다.
1971 – 마르티뉘스 펠트만과 헤라르뒤스 엇 호프트는 양-밀스 이론의 대칭성이 피터 힉스가 제안한 방법에 따라 깨진다면, 양-밀스 이론이 재규격화될 수 있음을 보여주었다. 양-밀스 이론의 재규격화는 질량이 없는 입자인 글루온의 존재를 예측했으며, 이는 핵 강한 상호작용을 설명할 수 있었다. 또한 약한 상호작용의 입자인 W와 Z보손이 자발 대칭 깨짐과 유카와 상호작용을 통해 어떻게 질량을 얻는지를 설명한다.
1978 – 표트르 카피차는 1969년 테오도르 V. 이오네스쿠 등이 보고한 개념과 유사하게, 종방향 자기장 내 플라스마에서 제어된 열핵 융합 반응을 얻기 위한 시도에서 매우 높은 전력 마이크로파에 의해 여기된 고온 중수소 플라스마에서 새로운 현상을 관찰했으며, 새로운 저비용 열핵 원자로 설계를 사용했다. 그는 1937년 영국 케임브리지의 캐번디시 연구소에서 수행한 헬륨 초유체성에 대한 초기 저온 물리학 실험으로 노벨상을 수상했으며, 1978년 12월 8일 노벨 강연에서 1977년 열핵 원자로 결과를 논의했다.
1980년부터 1982년 – 알랭 아스페는 양자 얽힘 가설을 실험적으로 검증했다. 그의 벨 테스트 실험은 한 위치에서의 양자 사건이 두 위치 사이에 명백한 통신 메커니즘 없이 다른 위치의 사건에 영향을 미칠 수 있다는 강력한 증거를 제공했다. 이 놀라운 결과는 1972년 존 클라우저와 스튜어트 프리드먼에 의한 양자 얽힘의 실험적 검증을 확인시켜 주었다. 아스페는 나중에 2022년 노벨 물리학상을 클라우저와 안톤 차일링거와 함께 "얽힌 광자 실험을 통해 벨 부등식 위반을 확립하고 양자 정보 과학을 개척한 공로"로 공동 수상했다.
1982년부터 1997년 – 미국 프린스턴 PPPL의 토카막 퓨전 시험 원자로(TFTR): 1982년부터 운영되었으며, 1994년 토카막 원자로에서 T-D 핵융합을 사용하여 "플라스마 구속을 위한 토로이드 6T 자기장, 3 MA 플라스마 전류, 13.5 keV의 1.0×1020 m−3 전자 밀도"로 0.21초 동안 10.7 MW의 제어된 핵융합 출력을 생산했다.
1983 – 카를로 루비아와 시몬 판 데르메이르는 슈퍼 양성자 싱크로트론에서 1월에 W 입자의 명확한 신호를 관찰했다. 실제 실험은 UA1(루비아가 이끌었다)과 UA2(피터 제니가 이끌었다)라고 불리며, 많은 사람들의 공동 노력으로 이루어졌다. 시몬 판 데르메이르는 가속기 사용에 대한 주도적인 인물이었다. UA1과 UA2는 몇 달 후인 1983년 5월에 Z 입자를 발견했다.
1983년부터 2011년 – 세계에서 가장 크고 강력한 실험 핵융합 토카막 원자로인 Joint European Torus(JET)가 영국 컬럼 시설에서 가동을 시작했다. T-D 플라스마 펄스로 작동하며 2009년에는 0.7의 이득 계수 Q를 보고했으며, 플라스마 가열을 위한 40MW의 입력과 구속을 위한 2800톤의 철 자석을 사용했다. 1997년 삼중수소-중수소 실험에서 JET는 16 MW의 핵융합 출력을 생산했으며, 총 22 MJ의 핵융합 에너지를 생산했고, 4초 동안 4 MW의 안정적인 핵융합 출력을 유지했다.
1985년부터 2010년 – JT-60 (일본 토러스)는 1985년에 JET와 유사한 실험용 D-D 핵융합 토카막으로 운영을 시작했다. 2010년 JT-60은 달성한 핵융합 삼중 곱의 최고 기록인 1.77×1028 K·s·m−3 = 1.53×1021 keV·s·m−3을 보유했다. JT-60은 D-D 플라스마 대신 T-D 플라스마로 작동한다면 1.25의 등가 에너지 이득 계수 Q를 가질 것이라고 주장하며, 2006년 5월 9일에는 완전 가동 상태에서 28.6초의 핵융합 유지 시간을 달성했다. 또한, 1초 동안 1.5 MW 출력이 가능한 고출력 마이크로파 자이로트론 건설이 완료되어 계획된 ITER 대규모 핵융합 원자로의 조건을 충족했다. JT-60은 2010년에 초고온 D-D 플라스마를 가두는 자석에 니오븀-티타늄 초전도 코일을 사용하여 더 강력한 핵융합 원자로인 JT-60SA로 업그레이드하기 위해 해체되었다.
1986 – 블라디미르 드린펠트는 세계 수학자 대회에서 양자 이론에 대한 그의 주요 연설에서 호프 대수로서의 양자군 개념을 도입했으며, 또한 이들을 양-백스터 방정식 연구와 연결시켰다. 이 방정식은 통계역학 모델의 가해성에 필요한 조건이다. 그는 또한 호프 대수를 준-호프 대수로 일반화하고, 드린펠트 비틀림 연구를 도입했는데, 이는 준삼각형 호프 대수와 관련된 양-백스터 방정식의 해에 해당하는 R-행렬을 인수분해하는 데 사용될 수 있다.
1995 – 에릭 코넬, 칼 위먼 및 볼프강 케털리와 JILA의 동료들은 최초의 "순수한" 보스-아인슈타인 응축을 만들었다. 이들은 레이저 냉각과 자기 증발 냉각의 조합을 사용하여 약 2천 개의 루비듐-87 원자로 구성된 묽은 증기를 170nK 미만으로 냉각함으로써 이를 달성했다. 약 4개월 후, MIT의 볼프강 케털리가 이끄는 독립적인 노력으로 나트륨-23으로 만든 응축체가 만들어졌다. 케털리의 응축체는 약 100배 더 많은 원자를 포함하여, 두 개의 다른 응축체 사이의 양자역학적 간섭 관찰과 같은 몇 가지 중요한 결과를 얻을 수 있었다.
1999년부터 2013년 – NSTX—미국 프린스턴 PPPL의 내셔널 스페리컬 토러스 실험은 1999년 2월 12일 "프린스턴 플라스마 물리학 연구소(PPPL)가 오크리지 국립 연구소, 컬럼비아 대학교, 워싱턴 대학교 시애틀과 협력하여 건설한 혁신적인 자기 핵융합 장치"로 핵융합 프로젝트를 시작했다. NSTX는 구형 플라스마의 물리적 원리를 연구하는 데 사용된다.