مکانیک کوانتومی
موفقیت پیش بینی دوبروی منجر به انتشار معادله ی شرودینگر توسط اروین شرودینگر در سال ۱۹۲۶ شد که به طور موفقیت آمیزی چگونگی انتشار امواج الکترونی را توصیف می کرد.[۵۴] به جای ارائه ی یک راه حل که مکان الکترون را در طول زمان بیان کند، این معادله ی موج می تواند برای پیش بینی احتمال یافتن الکترون در نزدیکی یک مکان مورد استفاده قرار گیرد. این دستاورد بعدها مکانیک کوانتومی نامیده شد که یک نتیجه ی بسیار نزدیک به حالت های انرژی یک الکترون در یک اتم هیدروژن فراهم آورد.[۵۵] هنگامی که اسپین و واکنش بین الکترون ها در نظر گرفته شدند، مکانیک کوانتومی اجازه داد که تعریف الکترون ها در اتم های با اعداد اتمی بالاتر از هیدروژن به طور موفقیت آمیزی پیش بینی شوند.[۵۶]
در سال ۱۹۲۸ پاؤل دیراک بر مبنای کار ولفگانگ پاؤلی یک مدل از الکترون به نام معادله ی دیراک ارائه داد که با نظریه نسبیت سازگار بود و آن را با اعمال فرض های نسبیتی و متناسب با فرمولبندی همیلتونی میدان الکترومغناطیسی در مکانیک کوانتومی مطرح کرد.[۵۷] در سال ۱۹۳۰ دیراک به منظور رفع برخی اشکالات موجود در معادله ی نسبیتی اش، یک مدل از خلأ به عنوان یک دریای نامتناهی از ذرات با انرژی منفی ارائه داد که دریای دیراک نامیده شد. این موضوع منجر شد که او وجود پوزیترون را که پادماده ای دربرابر الکترون است، پیش بینی کند.[۵۸] این ذره در سال ۱۹۳۲ توسط کارل اندرسون کشف شد و پیشنهاد داد که الکترون های استاندارد نگاترون نامیده شوند و الکترون به عنوان یک عبارت عمومی بکار برده شود که هر دو نوع گونه های باردار مثبت و منفی را توصیف می کند. امروزه هنوز عبارت نگاترون به ندرت استفاده می شود و شاید گاهی بصورت نگاتون کوتاه شود.[۵۹][۶۰]
در سال ۱۹۴۷ ویلیس لام به هنگام همکاری با یک دانشجوی فارغ التحصیل به نام رابرت رادرفورد، متوجه شد که حالت های کوانتومی معینی از اتم هیدروژن که باید انرژی های یکسانی داشته باشند نسبت به یکدیگر تغییر می کنند که این تفاوت با نام تمایل لام شناخته می شود. تقریباً در همان زمان پولیکارپ کوش هنگام کار با هنری فولی، کشف کرد که گشتاور مغناطیسی الکترون کمی بیشتر از آن چیزی است که توسط نظریه دیراک پیش بینی شده است. این تفاوت کوچک بعد ها گشتاور دوقطبی مغناطیسی بهنجار الکترون نامیده شد. برای حل این گونه مسائل یک تئوری تصحیح شده در اواخر دهه ی ۱۹۴۰ به نام الکترودینامیک کوانتومی منتشر شد که به وسیله ی سین ایتیرو توموناگا، جولیان شوینگر و ریچارد فاینمن ارائه شده بود.[۶۱]