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Max Planck propone la teoría de la radiación del cuerpo negro, introduciendo el concepto de cuantización de la energía.
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Albert Einstein publica los artículos de la teoría de la relatividad especial, que revolucionaron nuestra comprensión del espacio, el tiempo y la energía.
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Niels Bohr propone el modelo atómico de Bohr, que describe los niveles de energía cuantizados en el átomo y explica las líneas espectrales.
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Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger y otros desarrollan la mecánica cuántica, una teoría que describe el comportamiento de las partículas subatómicas y establece el principio de incertidumbre.
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Paul Dirac formula la ecuación que describe el comportamiento de los electrones en movimiento rápido, conocida como la ecuación de Dirac, que predice la existencia de los antimateriales.
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James Chadwick descubre el neutrón, una partícula subatómica sin carga eléctrica que se encuentra en el núcleo atómico.
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Otto Hahn y Fritz Strassmann descubren la fisión nuclear, demostrando que los núcleos atómicos pueden dividirse en fragmentos más pequeños, liberando una gran cantidad de energía.
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La primera planta de energía nuclear para uso civil se inaugura en Obninsk, Rusia, marcando el comienzo de la era de la energía nuclear.
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Murray Gell-Mann y George Zweig proponen la existencia de los quarks, partículas fundamentales que componen los protones y neutrones en el núcleo atómico.
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Sheldon Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg desarrollaron la teoría electrodébil, que unifica las fuerzas electromagnética y débil. Esta teoría predice la existencia de partículas portadoras de las fuerzas electromagnética y débil, conocidas como bosones W y Z.
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Varios físicos desarrollaron la teoría de las supercuerdas, que propone que las partículas fundamentales son en realidad vibraciones en cuerdas unidimensionales. Esta teoría busca unificar la gravedad con las otras fuerzas fundamentales y es un área activa de investigación en la física teórica.