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.
Spektrum pancar
Emisi radiasi biasanya dijelaskan menggunakan mekanika kuantum semi klasik: tingkat energi partikel dan jarak ditentukan dari mekanika kuantum, dan cahaya diperlakukan sebagai medan listrik berosilasi yang dapat mendorong transisi jika berada dalam resonansi dengan frekuensi alami sistem. Masalah mekanik kuantum diberi perlakuan dengan menggunakan teori perturbasi tergantung waktu dan menyebabkan hasil umum yang dikenal sebagai aturan emas Fermi. Deskripsi ini telah digantikan oleh elektrodinamika kuantum, walaupun versi semi klasik tetap lebih berguna dalam perhitungan yang paling praktis.