Tyhjiö
Kvanttimekaniikan mukaan jopa ideaalinen tyhjiö, jossa ainetta ei olisi lainkaan, ei käytännössä pysyisi tyhjänä. Eräs syy on, että tyhjiötä rajaavat seinämät lähettävät aina mustan kappaleen säteilyä. Perustavanlaatuisempi syy on kuitenkin kvanttimekaniikan teoria, jonka mukaan tyhjiöenergia ei koskaan voi olla tarkalleen nolla. Alinta mahdollista energiatilaa kutsutaan nollapiste-energiaksi, ja se koostuu hyvin lyhytikäisten virtuaalisten hiukkasten puurosta. Tätä kutsutaan kvanttifluktuaatioksi. Tämä fluktuaatio voidaan yhdistää ns. kosmologiseen vakioon. Kvanttimekaanisella tyhjiöllä eli vakuumilla, joka on vakuumitilaksi kutsuttava kvanttitila, tarkoitetaan siten energian teoreettista minimiä, ei totaalisen tyhjää.
Kvanttikemia
Kvanttimekaaninen atomimalli kuuluu kokonaisuudessaan modernin fysiikan piiriin ja esitetään melko vaativalla matemaattisella kielellä. Kvanttimekaniikassa elektroni ajatellaan samanaikaisesti sekä hiukkaseksi että aalloksi. Elektronia tarkastellaan siis aaltoliikkeenä, johon Erwin Schrödinger kehitti aaltoyhtälön. Hänen mukaansa atomin ytimeen sitoutunut elektroni näyttää seisovalta aallolta . Aaltoyhtälön ratkaisuista saadaan todennäköisyystiheys elektronin esiintymiselle atomiytimen ympäristössä. Ratkaisun avulla vetyatomin elektronille saadaan mahdolliset energiatilat, joihin elektroni voi sijoittua atomiytimen ulkopuolella. Nämä energiatilat esitetään atomiorbitaaleina, joita kuvaa sarja kvanttiluvuiksi nimettyjä lukuja.. Kvanttilukuja on neljä, joista pääkvanttiluku, sivukvanttiluku ja magneettinen kvanttiluku on saatu aaltoyhtälön ratkaisun perusteella. Lisäksi on olemassa neljäs kvanttiluku, spinkvanttiluku.