Elektromanyetizma teorisi tarihi
20. yüzyıl > 20. yüzyılın son yarısı

Kuantum kuramının ilk formülü Paul Adrien Maurice Dirac sayesinde madde ve radyasyon ilişkisini tanımlayarak ortaya konmuştı.Paul Dirac, 1920 boyunca,bir atomun kendiliğinden yayılma sabitini hesaplayabilen ilk kişiydi.Paul Dirac elektromanyetik alanın nicelenmesini, taneciklerin operatörlerini imha etme ve yaratma içeriği ile harmonik salınımların birliği olarak tanımlar.Bunu takip eden yıllarda, Wolfgang Pauli, Eugene Wigner, Pascual Jordan, Werner Heisenberg ve Enrico Ferminin sayesinde oluşturulmuş seçkin kuantum elektromanyetik formülünün katkısıyla protonların ve yüklü taneciklerin dahil olduğu fiziksel süreçlerin için herhangi bir hesaplamanın oluşturulması mümkün kılınabilecekti.Fakat, 1937-1939 arasında Felix Bloch, Arnold Nordsieck ve Victor Weisskopf tarafından yapılan çalışmaların ortaya çıkardı ki; bahsedilen hesaplamalar yalnızca pertürbasyon kuramının ilk durumu için güvenilebilir ve bu problem çoktan Robert Oppenheimer tarafından ifade edilmişti.Sonsuzluk serisi içinde çok yüksek dizilimlerde,bu tür hesaplamaların anlamsızlığı kuramın içsel istikrarlığı üzerine şüpheler ortaya çıkardı.O zamanlar bu problem için herhangi bir çözüm gösterilmedi ve bu durum özel görecelik ve kuantum mekaniği arasında var olan temel uyuşmazlık olarak görüldü.
1938 yılının Aralık ayında Alman kimyacılar olan Otto Hahn ve Fritz Strassmann Naturwissenschaften adında bir el yazması gönderdiler.Bu yazıya göre onlar nötron ile uranyum]]u bobardıman ettikleri zaman baryum elementini elde etmişler; aynı zamanda onlar bu sonuçları Lise Meitner ile paylaştılar. Meither ve onun yeğeni Otto Robert Frisch bu sonuçları nükleer fizyon gibi doğru bir şekilde yorumladı.Frisch bunu 13 Ocak 1939 tarihinde deneysel olarak kanıtladı. 1944'te Hahn kimya nükleer fizyonun keşfi ile Nobel Ödülü aldı. Nükleer fizyonun keşfini belgeleyen bazı tarihçiler Meitner’in Hahn ile Nobel Ödülü alması gerektiğine inanıyorlardı.
Kuantum kuramı ile ilgili zorluklar 1940’ın sonlarına doğru arttı. Mikrodalga teknolojisi ile ilgili gelişmeler bir hidrojen atomunun seviyesini değiştirebilme adına daha net ölçüm alınmasını mümkün kıldı. Bu durum Lamb değişimi ve elektronun manyetik momenti olarak bilinir.Bu deneyler kuramı açıklamayan tutarsızlıkları anlaşılır hale getirdi. 1950’lerde kabarcık ve kıvılcım odalarının keşfi ile deneysel tanecik fiziği hadron olarak adlandırılan büyük ve sürekli gelişen tanecikleri keşfetti. Görüldü ki bu taneciklerin çok büyük bir sayısı esas tanecikler olmayabilir.
Bell Labs 1945'te savaşın sonlarından sonra Katı Hal Fizik Grubunu kurdu.Bu gruba liderlik eden William Shockley ve kimyacı Stanley Morganken bu gruba dahil olan diğerleri ise; John Bardeen ve Walter Brattain, fizikçi Gerald Pearson, kimyacı Robert Gibney, elektronik uzmanı Hilbert Moore ve birkaç teknisyen.Onların görevi kırılabilen cam vakum amplikatörüne katı hal alternatifi bulmaktı.Onların ilk girişimi iletkenliği etkilemek amacıyla yarım iletken üzerindeki harici elektriksel alan kullanma hakkında iddialara sahip olan Shockey’e dayalıydı.Bu denemeler bütün materyal ve dizilimler içinde her zaman başarısızlığa uğradı.Bu grup Bardeen kuramı destekleyene kadar duraksadı.Bu kurama göre, istenilen yüzey durumları alanın yarı iletkenden nüfuz etmesini önledi.Grup odaklarını bu yüzey durumlarına doğru çevirdi ve onlar hemen hemen günlük olarak çalışmalarını tartışır hale geldi.Grubun raporu mükemmeldi ve iddialar değiştirildi.
Elektron deneyleri içindeki problemler gibi Hans Bethe tarafından çözüm için bir yol verildi. 1947’de Shelter Adasında bir konu üzerine konferans verdikten sonra o, New York’tan Schenectady’a ulaşmak için treni kullanarak seyahat ediyorken Bethe hidrojen atomunun değişken uzantılarını görecelik olmaksızın hesaplamasını tamamladı tıpkı Lamb ve Retherfordun ölçtüğü gibi.Hesaplamaların sınırlılığına rağmen, anlaşma mükemmeldi. İddia basit olarak sonsuzluğun kütle ve yüke bağlanmasıydı.Buradaki yük ve kütle aslında deneylerde sonlu bir değerde sabitleştirilmiştir. Bu yolla, sonsuzluk bu sabitler içinde absorbe edilmiş olmakla beraber deneyler ile sonlu bir sonuç üretmiştir. Bu prosedür yeniden normalleşme olarak adlandırılır.
Bathe’nin sezgisine ve Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger, Richard Feynman ve Freeman Dyson tarafından görüş bildirilen konu üzerine dayalı olarak eş değişken formüllerin tam olarak sağlanılmasının mümkün olduğu görüldü. Bu eşdeğerlik formülleri kuantum elektro dinamiğinin yörünge serisi içinde herhangi bir diziliminde sonluydu. Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger, Richard Feynman ve bu alandaki çalışmaları dolayısıyla 1965 yılında Nobel ödülüne sahip oldular. Onların ve Freeman Dyson’nın katkısı yörünge kuramının herhangi bir diziliminde gözlenebilme hesaplamalarına olanak sağlayan kuantum elektrodinamiğinin eş değerlik ve eş değişken hakkındaydı. Feynman’in diagramına dayalı olan matematiksel tekniği ilk etapta alan-kuramınden Schwinger ve Tomonoga nın yaklaşımlarından farklı göründü, fakat Freeman Dysonlater iki yaklaşımın da eş değer olduğunu gösterdi. Renormalizasyon daha sonradan kuantum kuramının temel açılarından biri oldu ve kuramın kabul edilebilme noktasında kritik bir rol üstlendi. Renormalizasyon pratikte çok iyi çalışmasına rağmen Feynman onun matematiksel geçerliliği konusunda hiçbir zaman tam olarak rahat olamadı, hatta bu yüzden renormalizasyon hokus pokus yani üçkağıtçılık anlamlarına da karşılık gelir.QED bütün kuantum kuramlari için model ve şablon olma görevini üstlenir.. Peter Higgs, Jeffrey Goldstone, Sheldon Glashow, Steven Weinberg, Abdus Salam ve diğerleri güçsüz nükleer kuvvetin ve kuantum elektro dinamiğinin nasıl tek bir elektro güçsüz kuvvet içinde bütünleştirileceğini birbirlerinden bağımsız olarak gösterdiler.
Robert Noyce Kurt Lehovec’e p-c birleşme izolasyonu prensibi konusunda güvendi. Jack Kilby 1958 yılının Temmuz ayında bütünlenmiş devre göz ününde bulundurulması gerektiğini göz önünde bulundurdu ve yine aynı yılın eylül ayında il defa bunun üzerine çalışmasını başarılı bir şekilde gösterdi.1959’un 6 şubatında onun ilk patent başvurusunda en yeni cihazını tanıttı,bu cihaz yarı iletken materyalın cismiydi ve bu materyalde elektrik devrenin bütün bileşenleri tamamen birleştirilmiş. Kilby onun birleştirilmiş devre icadından dolayı 2000’de fizik dalında Nobel Ödülü aldı.Robert Noyce ayrıca Kılby’den yarım yıl sonra onun kendi birleştirilmiş devre iddiasını ileri sürmüştü. Noyce’nın mikrodevresi Kılby’ın çözemediği birçok problemi çözmüştü.Kilby’ın mikrodevresi germanyumdan oluşurken Noyce’nın mikrodevresi silikondan oluşur.
Philo Farnsworth Farnsworth-Hirsch Fusor’u ya da sadece Fusor, nükleer füzyon oluşturmak için Farnsworth tarafından tasarlanmış bir aparat geliştirdi. en kontrollü füzyon sistemlerden farklı olarak, yavaşça ısınan manyetik olarak sınırlı plazma, Fusor doğrudan bir reaksiyon odasına yüksek sıcaklık iyonları enjekte eder. Böylece karmaşıklıktan önemli miktarda kaçınır. 1960'ların sonlarında, Farnsworth-Hirsch Fusor füzyon araştırma dünyasına tanıtıldığında, Fusor tüm füzyon reaksiyonları üretebildiğini açıkça kanıtlayan ilk cihaz oldu. Hızlı bir şekilde pratik güç kaynağı haline gelebileceğine dair umutlar yüksekti. Fakat diğer fizyon deneyleri gibi,güç kaynağını geliştirmenin zor olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, Fusor pratik bir nöron kaynağı olduğundan beri bu rol için ticari olarak üretilir.
1960'ta standart model yolundaki ilk adım Sheldon Glashow’ın elektromanyetik ve zayıf etkileşimleri birleştirmek için olan keşfidir. 1967 yılında Steven Weinberg ve Abdus Salam çağdaş bir biçim vererek Glashow’un elektrozayıf kuramının içine Higgs mekanizmasını dahil etti. Higgs mekanizmasını standart modelde bütün temel parçacıkların kütlelerinin meydana getirdiğine inanılmaktadır. Bu leptonlar ve kuarklar gibi W ve Z bozonlarını ve fermions kütlelerini kapsar. 1973’te CERN’de Z bozonu değimi nedeniyle nötr zayıf akımlar keşfedildikten sonra elektro kuram yaygın olarak kabul oldu ve Glasho, Salam ve Weinberg bunu keşfetmek için fizik 1979 Nobel Ödülünü paylaştı. Deneysel olarak 1981'de W ve Z bozonları keşfedildi ve bunların kütleleri standart model tahmini gibi bulundu. Birçok katkı sağlanılan güçlü etkileşim kuramı 1973-1974 yılları arasında, deneyler kısmi olarak yüklenmiş kuarklardan oluşan hadronların varlığını onayladıktan sonra onun modernleşmesini sağladı. 1970’lerde kuantum krom dinamiklerinin kurulumu ile temel ve değişken taneciklerin kurulması son buldu.Bu durum değişkenlik değişmezliğin matematiğine dayanan standart modelin kurulumuna olanak sağladı ve yer çekimi dışındaki bütün kuvvetler başarılı bir şekilde tanıtıldı, ayrıca genel anlamda dizayn ve uygulama aralığındaki kabullenmeler aynı kaldı.
Yapı içindeki Kuantum elektrodinamikleri v elektro güçsüz etkileşimdeki standart model grupları eş değişken grup olan SU(3)×SU(2)×U(1) tarafından simgelendi. Standart model içindeki zayıf ve elektromanyetik etkileşim birleşim formülleri Abdus Salam, Steven Weinberg ve akabinde Sheldon Glashow sayesinde oluşturulmuştur. Cern’de yapılan nötr güçsüz akımların varlığının keşfinden sonra standart modelin içindeki Z bozonforesenin de aracılık etmesiyle Salam, Glashow ve Weinberg fizikçileri 1979 yılında fizik dalında onların elektro zayıf teorisi sayesinde Nobel Ödülü aldılar. Bu aşamadan itibaren çeşitli keşifler birbiri ardına geldi; 1977’de botom kuarkın keşfi, 1995’te tepe kuarkı keşfedilirken tau nötrina kuarkının keşfi 2000 yılında yapıldı.Bu keşifler de standart modelin güvenini artırdı. Deneysel sonuçların çeşitlenmesi ile bu modelin başarısı açıklanmaya devam etti.