Mekanika kuantum
Mekanika kuantum, termasuk teori medan kuantum, adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran sistem atom dan subatom. Sistem yang mengikuti mekanika kuantum ini dapat berada dalam superposisi kuantum pada keadaan yang berbeda, tidak seperti pada fisika klasik. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tetapi diskrit—berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
Elektrodinamika kuantum
Elektrodinamika kuantum ("quantum electrodynamics", QED) adalah teori medan kuantum relativistik tentang elektrodinamika. Teori ini menjelaskan bagaimana cahaya dan materi berinteraksi dan merupakan teori pertama yang mencapai kesesuaian antara mekanika kuantum dan relativitas khusus. QED menggambarkan secara matematiks semua fenomena yang melibatkan partikel bermuatan listrik. Salah satu pendiri teori QED, Richard Feynman, menyebut teori ini sebagai "the jewel of physics" untuk kemampuannya meramalkan secara tepat besaran-besaran seperti anomali momen magnetik elektron, dan pergeseran Lamb tingkat-tingkat energi hidrogen.