La teoria delle particelle è uno dei concetti centrali della fisica moderna. La struttura della materia e molti aspetti del suo comportamento possono essere meglio compresi considerando che è composta da particelle piccole e discrete. Lo stesso vale per la luce e altre forme di radiazioni elettromagnetiche. Questa idea è emersa gradualmente per un lungo periodo di tempo, ma alcuni individui spiccano come figure chiave nello sviluppo della teoria.

Democrito e Dalton

Il concetto di un atomo, che viene dalla parola greca che significa "indivisibile" fu proposto per la prima volta dal filosofo Democrito, nato nel V secolo aC Democrito credeva che tutta la materia fosse composta da pezzi minuscoli, indivisibili. Ciò si rivelò comunque un'idea in anticipo sui tempi e fu largamente ignorato da altri filosofi. Fu solo all'inizio del 19 ° secolo che un chimico inglese di nome John Dalton portò ulteriormente l'idea, proponendo che una teoria atomica della materia fosse il modo più semplice per spiegare le reazioni chimiche tra diverse sostanze.

Planck e Einstein

Durante i secoli XVIII e XIX, c'erano due teorie in competizione sulla natura della luce, una che la vedeva come un flusso di particelle e l'altra come un'onda. Alcuni esperimenti sembravano sostenere questa seconda visione perché la luce si propagava davvero come un'onda. Nel 1900, tuttavia, Max Planck propose che quando la luce viene emessa dagli atomi, assume la forma di particelle discrete. Questa "teoria quantistica" della luce fu rafforzata nel 1905 quando Albert Einstein mostrò come poteva spiegare l'effetto fotoelettrico.

Thomson, Rutherford e Bohr

Verso la fine del 1890, un fisico britannico di nome JJ Thomson scoprì che gli atomi non erano monolitici e indivisibili, ma devono contenere particelle più piccole: gli elettroni caricati negativamente. L'immagine familiare, sebbene non del tutto corretta, degli elettroni che orbitano intorno a un nucleo come i pianeti attorno al Sole fu proposta da Ernest Rutherford nel 1911. Il quadro fu perfezionato due anni dopo quando Niels Bohr, usando la teoria quantistica di Planck, mostrò come gli elettroni dovevano essere limitato a determinati livelli di energia fissa.

Sviluppi successivi

Intorno al 1920, Rutherford ipotizzò che il nucleo atomico potesse essere diviso in un numero di protoni carichi positivamente e neutroni elettricamente scaricati, sebbene fosse solo in 1932 James Chadwick, allievo di Rutherford, trovò prove sperimentali per il neutrone. Da quel momento, molte altre particelle subatomiche sono state scoperte usando acceleratori ad alta energia, ed è ormai noto che il protone e il neutrone possono essere ulteriormente suddivisi in quark - un nome coniato da Murray Gell-Mann nel 1964.