量子力学の年表

この量子力学の年表では、量子力学、場の量子論、量子化学の発展における重要なステップ、先駆者、貢献者について述べる。

1. 19世紀
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1859 – グスタフ・キルヒホフが黒体の概念を導入し、その放射スペクトルはその温度のみに依存することを示した。
1860–1900 – ルートヴィッヒ・ボルツマン、ジェームズ・クラーク・マクスウェルなどが統計力学の理論を発展させた。ボルツマンはエントロピーは乱雑さの度合いであることを論じた。
1877 – ボルツマンは物理系のエネルギー準位は離散的になり得ることを統計力学と数学的な議論から述べた。また最初の円ダイアグラム表現を与えた。また分子の原子モデルを構成原子α、βとの重なりから与え、後に分子軌道と呼ばれる。
1884 – シュテファン＝ボルツマンの法則。それまでにヨーゼフ・シュテファンが発見していた黒体放射に関するT4乗の法則をボルツマンが理論的に示した。
1887 – ハインリヒ・ヘルツが光電効果を発見。1905年にアインシュタインが光の「量子」から説明した。
1888 – ヘルツが、マクスウェルによって予言されていた電磁波の存在を実験的に示した。
1888 – ヨハネス・リュードベリが水素原子の全ての線スペクトル系列を含むようにバルマー公式を修正し、リュードベリ公式を与えた。後にニールス・ボーアなどがボーアの原子模型を検証するために用いられた。
1893 – 黒体放射に関するヴィーンの変位則
1895 – ヴィルヘルム・レントゲンがプラズマ中の電子ビームの実験でX線を発見した。
1896 – アンリ・ベクレルがヴィルヘルム・レントゲンの仕事を調べている時に偶然、放射線を発見した
1896 – ピーター・ゼーマンがゼーマン効果を発見。
1896–1897 マリ・キュリーがウラン塩からの放出される光線によって周囲の空気が電気伝導性を持つことを発見し、放出される光線の強度を測定した。また1989年に彼女はトリウム化合物もウラン化合物のように「ベクレル線」を放出することを発見した。これはフレデリック・ソディとアーネスト・ラザフォードによるトリウムからラジウムへの原子核崩壊の研究よりも3年早い。
1896 – 黒体放射に関するヴィーンの分布式
1897 – アイバン・ボーグマンがX線と放射性物質が熱ルミネッセンスを誘起することを実証した。
1897 – ジョゼフ・ジョン・トムソンは陰極線の実験から、原子よりも1,000倍以上小さい基本単位を提案した。彼はこの粒子を「corpuscle」と呼んだが、のちに電子と呼ばれるようになった。
1899 - 1903 – アーネスト・ラザフォードは放射線の研究をしていた1899年に、トリウム塩とウラン塩から放出される２つの離散型の放射をアルファ線とベータ線と呼んだ。ラザフォードは1900年にマギル大学に参加し、フレデリック・ソディと核変換を発見した。1902年に放射性トリウムが原子核崩壊によりラジウムと気体に変換することを発見した。1903年に彼らは放射能の解釈を報告した。ラザフォードは「原子物理学の父」として知られるようになる。

2. 20世紀
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2.1. 1900–1909
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1900 – プランクの法則。黒体放射を説明するため、マックス・プランクは電磁エネルギーは量子化された形でのみ放出されることを提唱した。
1903 – アンリ・ベクレル、ピエール・キュリー、マリー・キュリーにノーベル物理学賞。
1904 – リヒャルト・アベッグがアベッグの規則を提唱。
1904 – J. J. トムソンが原子のブドウパンモデルを提唱。
1905 – アルベルト・アインシュタインが1887年にヘルツによって報告されていた光電効果を説明。ここで1900年のプランクの量子仮説に基づき、光は光量子から成ると仮定した。
1905 – アインシュタインがブラウン運動を説明。
1905 – アインシュタインが特殊相対性理論を発表。
1905 – アインシュタインが理論的に質量とエネルギーの等価性を導出。
1906 – アインシュタインが固体の比熱を説明するためにプランクの黒体放射の理論を応用。
1909 – G・I・テイラーが1つの光子でも干渉が起きることを実証。
1909 – アインシュタインが光の粒子と波の二重性を提唱。

2.2. 1910–1919
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1911 – アーネスト・ラザフォードがラザフォードの原子模型を提唱しガイガー＝マースデンの実験を説明。
1911 - リーゼ・マイトナーとオットー・ハーンがベータ崩壊で放出される電子が連続スペクトルを持つことを実証。
1911 – ステファン・プロコピウによる電子の磁気双極子モーメントの測定。
1912 – ヴィクトール・フランツ・ヘスが宇宙線を発見。
1912 –アンリ・ポアンカレがエネルギー量子の本質的性質にかかわる数学的議論を発表。
1913 - ミリカンの油滴実験により電気素量の決定。
1913 – ステファン・プロコピウによる電子の磁気双極子モーメントの理論的論文。
1913 – ニールス・ボーアによる電子の磁気双極子モーメントの理論的決定。
1913 – ヨハネス・シュタルクとAntonino Lo Surdoが独立にシュタルク効果を発見。
1913 – ボーアの原子模型。水素のスペクトルについてのリュードベリの公式を説明。
1914 - フランク＝ヘルツの実験
1915 - アインシュタイン方程式
1916 – Paul Epsteinとカール・シュヴァルツシルトが独立に水素中の1次と2次のシュタルク効果の式を導出。
1916 – ギルバート・ルイスによるルイス構造式
1916 – ゼーマン効果を説明するため、アルノルト・ゾンマーフェルトは球面軌道に加えて「楕円軌道」が存在することを示唆
1918 – アーネスト・ラザフォードが窒素にアルファ線を衝突させると水素の原子核が生じることを発見。「陽子」と名付けた。
1919 – アーヴィング・ラングミュアがルイスの理論に基づき「共有結合」を提唱。

2.3. 1920–1929
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1920 - ヘンリク・アンソニー・クラマースがボーア＝ゾンマーフェルトの量子化条件を用いてシュタルク効果の遷移スペクトルの強度の公式を導出。相対論的運動エネルギーの補正や電子のスピン軌道相互作用などの微細構造も含めた。
1921 – フレデリック・ソディにノーベル化学賞。
1922 – コンプトン効果の発見
1922 – シュテルン＝ゲルラッハの実験
1923 – オージェ効果の発見
1923 – ド・ブロイ波
1923 – ルイス酸・ルイス塩基の理論
1924 – サティエンドラ・ボースによるプランクの法則の説明。アインシュタインによるボース＝アインシュタイン凝縮の予言。後にボース–アインシュタイン統計として知られる。
1924 – ヴォルフガング・パウリがパウリの排他原理を説明。
1925 – ジョージ・ウーレンベックとサミュエル・ゴーズミットが電子スピンの存在を主張。
1925 – フントの規則
1925 – ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンによる行列力学
1926 – ギルバート・ルイスによる「フォトン」の命名。
1926 – クライン–ゴルドン方程式
1926 – エンリコ・フェルミがスピン統計定理を発見。
1926 – ポール・ディラックがフェルミ＝ディラック統計を導入
1926 – エルヴィン・シュレーディンガーのシュレーディンガー方程式
1926 – Paul Epsteinによるシュレーディンガー方程式等を用いた1次、2次シュタルク効果の再考。
1926 to 1932 – ジョン・フォン・ノイマンによるヒルベルト空間上のエルミート演算子を用いた量子力学の数学的な基礎付け。
1927 – ヴェルナー・ハイゼンベルクの不確定性原理
1927 – マックス・ボルンが波動関数の確率的性質のコペンハーゲン解釈を展開。
1927 – ボルン–オッペンハイマー近似
1927 – ヴァルター・ハイトラーとフリッツ・ロンドンによる原子価結合法の導入。
1927 – トーマス＝フェルミ模型
1927 – チャンドラセカール・ラマンの電子による光散乱の研究。
1927 – ディラック方程式
1927 – チャールズ・ゴールトン・ダーウィンとWalter Gordonによるクローンポンテンシャルでのディラック方程式の解。
1927 – Charles Drummond Ellis等がベータ崩壊スペクトルは連続であると結論。
1927 – ヴァルター・ハイトラーが2つの水素原子にシュレーディンガー方程式を応用し共有結合を説明。
1927 -杉浦義勝がハイトラーとロンドンによる水素分子への量子力学の適用に対して、その計算方程式を導出。
1927 – ロバート・マリケンとフリードリッヒ・フントが分子軌道理論を展開。
1927 – ユージン・ウィグナーによる量子状態の縮退と対称性群の既約表現との関連付け。
1927 – ヘルマン・ワイルはFritz Peterと共同で調和解析の基本定理と量子論の群表現との関係を証明し、ワイル量子化を導入。1918年にはゲージの概念とゲージ理論を導入。1935年にワイルはRichard Bauerと共にn次元スピノルの概念を導入し特徴づけた。
1928 – ライナス・ポーリングが化学結合の性質の概要を述べた。彼はハイトラーの量子力学的な共有結合モデルを用い、共鳴理論を導入した。
1928 – フリードリッヒ・フントとロバート・マリケンが分子軌道の概念を導入。
1928 – ボルンとウラジミール・フォックによる断熱定理の定式化と証明。
1929 – オスカル・クラインがクラインのパラドックスを発見。
1929 – オスカル・クラインと仁科芳雄によるクライン＝仁科の公式
1929 – ネヴィル・モットが相対論的電子のクーロン散乱についてのモット断面積を導出。
1929 – ジョン・レナード＝ジョーンズが分子軌道の計算でLCAO法を導入。
Fritz Houtermansとロバート・デスコート・アトキンソンが、核融合による恒星のエネルギー放出を提案。

2.4. 1930–1939
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1930 – ディラックによる陽電子の存在の仮説
1930 – ディラックの教科書「//The Principles of Quantum Mechanics//」が出版。
1930 – エーリヒ・ヒュッケルがヒュッケル法を導入。
1930 – フリッツ・ロンドンのロンドン分散力
1930 – パウリがベータ崩壊によるニュートリノ放出を提案。当初は「中性子」と呼ばれていた。
1931 – レナード-ジョーンズ・ポテンシャル
1931 – ヴァルター・ボーテとHerbert Beckerがポロニウムからの高エネルギーアルファ線をベリリウム、ボロン、リチウムなどに衝突させると異常な透過性をもつ放射線が生じることを発見。当初これはガンマ線だと考えられていた。
1931 – エーリヒ・ヒュッケルによるヒュッケル則
1931 – エルンスト・ルスカが電子顕微鏡を発明。
1931 – アーネスト・ローレンスがサイクロトロンを発明。放射線研究所