क्वांटम भौतिकी अपने सबसे मौलिक स्तर पर पदार्थ और ऊर्जा का अध्ययन है। क्वांटम भौतिकी का एक केंद्रीय सिद्धांत यह है कि ऊर्जा अविभाज्य पैकेटों में आती है जिन्हें क्वांटा कहा जाता है। क्वांटा स्थूल पदार्थ से बहुत अलग ढंग से व्यवहार करता है: कण तरंगों की तरह व्यवहार कर सकते हैं, और तरंगें ऐसे व्यवहार करती हैं मानो वे कण हों।