Sejarah kimia
Abad ke-20 > Mekanika kuantum

| --- | --- |


Dari kiri ke kanan, baris atas: Louis de Broglie (1892–1987) dan Wolfgang Pauli (1900–58); baris kedua: Erwin Schrödinger (1887–1961) dan Werner Heisenberg (1901–76)
Artikel utama: Louis de Broglie, Wolfgang Pauli, Erwin Schrödinger, dan Werner Heisenberg
Pada tahun 1924, fisikawan kuantum Prancis Louis de Broglie menerbitkan tesisnya, di mana ia memperkenalkan teori revolusioner gelombang elektron berdasarkan dualitas gelombang–partikel dalam tesisnya. Pada masanya, interpretasi gelombang dan partikel dari cahaya dan materi dipandang saling bertentangan satu sama lain, namun de Broglie menyarankan bahwa karakteristik yang tampaknya berbeda ini justru merupakan perilaku yang sama jika diamati dari perspektif yang berbeda — bahwa partikel dapat berperilaku seperti gelombang, dan gelombang (radiasi) dapat berperilaku seperti partikel. Proposal Broglie menawarkan penjelasan tentang gerak terbatas elektron di dalam atom. Publikasi pertama gagasan Broglie tentang "gelombang materi" tidak banyak menarik perhatian para fisikawan lain, namun salinan tesis doktoralnya jatuh ke tangan Einstein, yang menanggapinya dengan sangat antusias. Einstein menekankan pentingnya karya Broglie secara eksplisit dan dengan mengembangkan lebih lanjut mengenai hal itu.
Pada tahun 1925, fisikawan kelahiran Austria Wolfgang Pauli mengembangkan prinsip pengecualian Pauli, yang menyatakan bahwa tidak ada dua elektron yang mengelilingi satu inti atom yang dapat menempati keadaan kuantum yang sama secara bersamaan, seperti yang dijelaskan oleh empat bilangan kuantum. Pauli memberikan kontribusi besar pada mekanika kuantum dan teori medan kuantum - dia dianugerahi Hadiah Nobel bidang Fisika 1945 atas penemuan prinsip pengecualian Pauli - dan juga fisika zat padat (bahasa Inggris: solid-state physics), dan dia berhasil membuat hipotesis tentang adanya neutrino. Selain karya aslinya, ia menulis sintesis lanjutan dari beberapa bidang teori fisika yang dianggap klasik menurut literatur ilmiah.
| --- | --- |
 {\hat {H}}|\psi (t)\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle 
Persamaan Schrödinger
Pada tahun 1926 di usia yang ke-39, fisikawan teoretis Austria Erwin Schrödinger menghasilkan makalah yang memberi dasar mekanika gelombang kuantum. Dalam makalah tersebut, dia menggambarkan persamaan diferensial parsialnya yang merupakan persamaan dasar mekanika kuantum yang memiliki hubungan dengan mekanika atom seperti hubungan antara persamaan gerak Newton dengan astronomi planet. Dengan mengadopsi sebuah proposal yang dibuat oleh Louis de Broglie pada tahun 1924 yang menyatakan bahwa partikel materi memiliki sifat dualisme dan dalam beberapa situasi bertindak seperti gelombang, Schrödinger memperkenalkan sebuah teori yang menggambarkan perilaku sistem tersebut melalui persamaan gelombang yang sekarang dikenal sebagai persamaan Schrödinger. Pemecahan persamaan Schrödinger, tidak seperti pemecahan persamaan Newton, adalah fungsi gelombang yang hanya dapat dikaitkan dengan kemungkinan kejadian fisika. Urutan kejadian orbit planet yang mudah divisualisasikan, dalam mekanika kuantum, digantikan oleh gagasan probabilitas yang lebih abstrak. (Aspek teori kuantum ini membuat Schrödinger dan beberapa fisikawan lainnya sangat tidak bahagia, dan dia mengabdikan sebagian besar sisa hidupnya untuk merumuskan keberatan filosofis terhadap interpretasi teorinya yang telah diterima secara umum, dan bahwa dia telah melakukan banyak hal untuk menciptakan teori tersebut.)
Fisikawan teoretis Jerman Werner Heisenberg adalah salah satu pencipta kunci mekanika kuantum. Pada tahun 1925, Heisenberg menemukan cara untuk merumuskan mekanika kuantum dalam istilah matriks. Untuk penemuan itu, dia dianugerahi Hadiah Nobel bidang Fisika pada tahun 1932. Pada tahun 1927 dia menerbitkan prinsip ketidakpastiannya, di mana dia membangun filosofi yang mempopulerkan namanya. Heisenberg mampu menunjukkan bahwa jika Anda mempelajari sebuah elektron dalam sebuah atom Anda bisa menunjukkan letaknya (lokasi elektron) atau arah perginya (kecepatan elektron), tapi tidak mungkin untuk mengungkapkan keduanya pada saat bersamaan. Dia juga memberikan kontribusi penting pada teori hidrodinamika aliran turbulen, inti atom, feromagnetisme, sinar kosmik, dan partikel subatomik, dan dia berperan dalam merencanakan reaktor nuklir Jerman Barat pertama di Karlsruhe, bersama dengan sebuah reaktor riset di Munich, pada tahun 1957. Terdapat kontroversi yang cukup besar seputar karyanya tentang penelitian atom selama Perang Dunia II.