Ahli fizik Jerman Max Planck menerbitkan kajian terobosan beliau tentang kesan radiasi pada bahan "hitam", dan teori kuantum fizik moden dilahirkan.

Melalui eksperimen fizikal, Planck menunjukkan bahawa tenaga, dalam keadaan tertentu, boleh mempamerkan ciri-ciri fizikal. Menurut teori-teori fisika klasik, tenaga semata-mata adalah fenomena seperti gelombang yang berterusan, bebas daripada ciri-ciri fizikal. Teori Planck berpendapat bahawa tenaga berseri terdiri daripada komponen seperti zarah, yang dikenali sebagai "quanta." Teori ini membantu menyelesaikan fenomena semulajadi yang tidak dapat dijelaskan seperti tingkah laku haba dalam pepejal dan sifat penyerapan cahaya pada tahap atom. Pada tahun 1918, Planck telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam fizik untuk kerja-kerjanya terhadap sinaran hitam.

Ahli-ahli sains lain, seperti Albert Einstein, Niels Bohr, Louis de Broglie, Erwin Schrodinger, dan Paul M. Dirac, mengasaskan teori Planck dan membolehkan pembangunan matematik kuantum aplikasi matematik teori kuantum yang mengekalkan tenaga itu adalah kedua-dua perkara dan gelombang, bergantung pada pembolehubah tertentu. Oleh itu, mekanik kuantum mengambil pandangan kebarangkalian alam, yang secara mendadak berbeza dengan mekanik klasik, di mana semua sifat objek yang tepat, pada dasarnya boleh dikalkulasikan. Hari ini, gabungan mekanik kuantum dengan teori relativiti Einstein adalah asas fizik moden.