فیزیک مدرن

فیزیک مدرن در اوایل قرن بیستم با کار ماکس پلانک در تئوری کوانتوم و نظریه نسبیت آلبرت انیشتین آغاز شد. هر دوی این نظریه ها به دلیل عدم دقت در مکانیک کلاسیک در موقعیت های خاص به وجود آمده اند. مکانیک کلاسیک سرعت متغیر نور را پیش بینی می کند ، که با سرعت ثابت پیش بینی شده توسط معادلات الکترومغناطیسی ماکسول قابل حل نیست.   این اختلاف توسط نظریه نسبیت ویژه انیشتین اصلاح شد ، که مکانیک کلاسیک را برای اجسام پر سرعت جایگزین می کرد و سرعت ثابت نور را مجاز می ساخت.   تشعشع بدن سیاه مشکل دیگری را برای فیزیک کلاسیک ایجاد کرده است ، که وقتی پلانک تصحیح کرد تحریک نوسان سازهای ماده فقط در مراحل گسسته متناسب با فرکانس آنها ممکن است اصلاح شود. این ، به همراه تأثیر فوتوالکتریک و یک نظریه کامل که سطح انرژی گسسته مدارهای الکترون را پیش بینی می کند ، منجر به نظریه مکانیک کوانتومی در مقیاسهای بسیار کوچک از فیزیک کلاسیک شد.

مکانیک کوانتومی توسط ورنر هایزنبرگ ، اروین شرودینگر و پل دیراک پیشگام می شود.  از این کار اولیه و کار در زمینه های مرتبط ، مدل استاندارد فیزیک ذرات به دست آمده است. به دنبال کشف ذره ای با خصوصیات سازگار با بوزون هیگز در سرن در سال 2012 ، به نظر می رسد تمام ذرات اساسی پیش بینی شده توسط مدل استاندارد و هیچ کس دیگری وجود ندارد. با این حال ، فیزیک فراتر از مدل استاندارد ، با تئوری هایی مانند ابرتقارن ، یک منطقه فعال تحقیق است. زمینه های ریاضیات به طور کلی برای این رشته مانند مطالعه احتمالات و گروه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.