1924-ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലൂയി ഡി ബ്രോളി ബിരുദാന്തരബിരുദത്തിനായുള്ള "Recherches sur la théorie des quanta" ("ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം") എന്ന തന്റെ തീസിസിൽ എല്ലാ ദ്രവ്യവും പ്രകാശത്തെപ്പോലെ ദ്വൈതസ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു എന്ന പരികല്പന നടത്തി. അതായത് ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളും മറ്റ് ദ്രവ്യവും തരംഗസ്വഭാവവും കണികാസ്വഭാവവും കാണിക്കുന്നു. ഒരു നിശ്ചിതസമയത്ത് ഒരു കണം ഒരു നിശ്ചിതസ്ഥലത്താണുള്ളതെങ്കിൽ അത് കണികാസ്വഭാവത്തിന്‌ ഉദാഹരണമാണ്‌. സമാന്തരമായ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന പ്രകാശം വ്യതികരണത്തിന്‌ വിധേയമാകുന്നത് തരംഗസ്വഭാവത്തിന്‌ ഉദാഹരണമാണ്‌. 1927-ൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒരു ബീമിനെ ജി.പി. തോംസൺ കട്ടികുറഞ്ഞ ലോഹപാളിയിലൂടെയും ക്ലിന്റൺ ഡേവിസൺ, ലെസ്റ്റർ ജെർമർ എന്നിവർ നിക്കൽ പരലിലൂടെയും കടത്തിവിട്ടു. ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യതികരണത്തിന്‌ വിധേയമാകുന്നതായി ഇരുകൂട്ടർക്കും കാണാനായി.
ഡി ബ്രോളി മാതൃകയുടെ വിജയം 1926-ൽ ഇതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഷ്രോഡിങർ സമവാക്യം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാൻ എർവിൻ ഷ്രോഡിങറെ പ്രേരിപ്പിച്ചു. ഇലക്ട്രോൺ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രസരണം വിജയകരമായി വിശദീകരിക്കാൻ ഈ സമവാക്യത്തിന്‌ സാധിച്ചു. ഷ്രോഡിങർ സമവാക്യം ഒരു സമയത്ത് ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്ഥാനമല്ല നൽകുന്നത്, മറിച്ച് ഓരോ ഭാഗത്തും ഇലക്ട്രോണിനെ കണ്ടെത്താനുള്ള സംഭാവ്യതയാണ്‌. പിന്നീട് ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം എന്നറിയപ്പെട്ട ഈ രീതിക്ക് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിനകത്തെ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഊർജ്ജാവസ്ഥകൾക്ക് നല്ല വിശദീകരണം നൽകാൻ സാധിച്ചു. സ്പിൻ, ഇലക്ട്രോണുകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്നിവ കണക്കിലെടുക്കുകയാണെങ്കിൽ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആറ്റങ്ങളെയും വിശദീകരിക്കാൻ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിനായി.

പൗളിയുടെ പഠനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി 1928-ൽ പോൾ ഡിറാക് ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്വഭാവം വിശദീകരിക്കുന്ന ഡിറാക് സമവാക്യം കണ്ടെത്തി. വിദ്യുത്കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിലെ ഹാമിൽട്ടോണിയൻ പുനരാസൂത്രണത്തിൽ ആപേക്ഷികത, സമമിതി എന്നിവ ചേർത്താണ്‌ ഇത് സാധിച്ചത്. തന്റെ ആപേക്ഷികസമവാക്യങ്ങളിലെ ചിലെ പ്രശ്നങ്ങളെ മറികടക്കാനായി ശൂന്യതയെ ഋണ ഊർജ്ജമുള്ള കണങ്ങളുടെ അനന്തസാഗരമായി ഡിറാക് സങ്കല്പിച്ചു. ഈ സങ്കല്പം "ഡിറാക് കടൽ" എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോണിന്റെ പ്രതികണമായ പോസിട്രോൺ പരികല്പന ചെയ്യുന്നതിലേക്ക് ഇത് അദ്ദേഹത്തെ നയിച്ചു. 1932-ൽ ഈ കണത്തെ കാൾ ആൻഡേഴ്സൺ കണ്ടെത്തി. ഇലക്ട്രോണുകളെ "നെഗട്രോണുകൾ" എന്നും ഇലക്ട്രോണുകളെയും പോസിട്രോണുകളെയും ചേർത്ത് "ഇലക്ട്രോണൂകൾ" എന്നും വിളിക്കാനായിരുന്നു അദ്ദേഹം ഇഷ്ടപ്പെട്ടത്. "നെഗട്രോൺ" എന്ന പദം ഇപ്പോഴും ഉപയോഗത്തിലുണ്ട് - ചുരുക്കി "നെഗറ്റോൺ എന്ന രൂപത്തിലും" ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു

1947-ൽ വില്ലിസ് ലാംബ് ഗവേഷണവിദ്യാർത്ഥിയായ റോബർട്ട് റെതെർഫോർഡുമൊത്ത് നടത്തിയ പഠനങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒരേ ഊർജ്ജമുണ്ടാകേണ്ട ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിലെ ചില ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകൾ ഊർജ്ജത്തിൽ നേരിയ വ്യത്യാസം കാണിക്കുന്നു എന്ന് കണ്ടെത്തി. ഈ വ്യത്യാസം ലാംബ് ഷിഫ്റ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഏതാണ്ട് ഇതേ കാലം പോളികാർപ് കുഷ്, ഹെൻറി എം. ഫോളി എന്നിവർ ചേർന്ന് ഇലക്ട്രോണിന്റെ കാന്തികമൊമന്റ് ഡിറാക് സിദ്ധാന്തം പ്രവചിച്ചതിലും അല്പം കൂടുതലാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. ഈ ചെറിയ വ്യത്യാസങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാനായത് പിന്നീട് സിൻ-ഇടിരോ ടോമൊനാഗ, ജൂലിയൻ ഷ്വിങർ, റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ എന്നിവർ ചേർന്ന് 1940-കളിൽ ക്വാണ്ടം വിദ്യുത്ഗതികം എന്ന ഭൗതികശാസ്ത്രശാഖയ്ക്ക് തുടക്കമിട്ടതിന്‌ ശേഷമാണ്‌.

ചാലകത
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം
ചലനവും ഊർജ്ജവും
ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും