Những lĩnh vực vật lí khác trong thập niên 1940
Trong khi công nghệ đang tập trung vào ứng dụng của những hạt nhân không bền (phóng xạ hoặc phân hạch), thì nhiều nhà vật lí chú tâm nhiều hơn vào những hạt nhân bền. Đặc biệt, họ hiếu kì muốn biết vì sao những nguyên tố nhất định lại dồi dào hơn và có nhiều đồng vị xuất hiện trong tự nhiên hơn so với những nguyên tố khác. Trong những năm 1930, một vài nhà vật lí đã cho rằng các proton và neutron trong hạt nhân có thể lắp đầy những lớp vỏ trạng thái lượng tử giống hệt như các electron vậy, nhưng họ không có lí thuyết nào có đủ sức mạnh để giải thích tại sao 2, 8, 20, 50, 82 và 126 là những con số thần kì, thuật ngữ có lẽ do Wigner đặt ra. Lí thuyết chắc chắn đầu tiên xuất hiện độc lập từ hai nhà nghiên cứu trong năm 1948-49, nhà vật lí Đức gốc Ba Lan Maria Goeppert-Mayer (1906–72), người đã di cư sang Mĩ năm 1930, và nhà vật lí người Đức Hans Jensen (1907–73), cùng hai đồng nghiệp. Lí thuyết của họ xây dựng trên các số lượng tử và hàm sóng thay cho mô hình giọt chất lỏng đã tỏ ra khá thành công trong việc giải thích sự phân hạch. Năm 1963, Wigner, Goeppert-Mayer, và Jensen cùng nhận giải Nobel vật lí cho những lí thuyết của họ về cấu trúc hạt nhân nguyên tử.
Một trong những động lực của Goeppert-Mayer là tìm hiểu xem hiện tượng gì đã gây ra sự dồi dào tương đối của các nguyên tố trong vũ trụ. Công trình nghiên cứu của bà tỏ ra đặc biệt có ích đối với Gamow và người học trò của ông, Ralph Alpher (1921– ) trong việc tính ra tỉ số của helium so với hydrogen trong mô hình của họ về vũ trụ sơ khai. Họ đề xuất rằng vũ trụ đã ra đời với một vụ nổ khổng lồ và đã dần dần giãn nở và nguội đi kể từ đó. Năm 1950, nhà thiên văn học người Anh Fred Hoyle (1915–2001), người đã phát triển một đề xuất khác cho nguồn gốc của nguyên tử gọi là giả thuyết trạng thái bền, đã đặt cái tên chế giễu quan điểm của Gamow là “big bang” (vụ nổ lớn). Cái tên ấy đã sa lầy, và một cuộc đấu gay go giữa hai quan niệm vũ trụ học đã tiếp diễn trong hàng thập kỉ tiếp theo.
Sự phóng xạ bắt đầu có vai trò quan trọng trong những lĩnh vực khoa học khác trong thập niên 1940. Thí dụ nổi tiếng nhất là việc sử dụng đồng vị carbon 14 phóng xạ để định tuổi những vật đã từng sống được tìm thấy ở những địa điểm khảo cổ. Đồng vị này có chu kì bán rã tương đối ngắn (5730 năm) và sẽ không còn tồn tại trên Trái đất nếu không được cung cấp thêm bởi tia vũ trụ tương tác với hạt nhân các chất khí trong khí quyển. Một khi sinh vật chết đi, nó không còn nhận thêm carbon dioxide mới từ không khí nữa. Do đó, tỉ số giữa các nguyên tử C14 với C12 thường gặp hơn giảm dần ở những vật chất sống trước đây và giữ vai trò là một cách thức để định tuổi một địa điểm khảo cổ.
Những tiến bộ chính trong công nghệ bay tiếp tục diễn ra sau chiến tranh, khi các kĩ sư áp dụng vật lí để chế tạo máy bay siêu thanh đầu tiên và máy bay phản lực thương mại đầu tiên. Nhưng có lẽ sự phát triển công nghệ nổi trội nhất của giai đoạn cuối những năm 1940 không được ghi nhận rộng rãi vào lúc ấy. Năm 1948, William Shockley (1910–89), Walter H. Brattain (1902–87), và John Bardeen (1908–91) tại Phòng thí nghiệm Bell ở New Jersey phát minh ra một dụng cụ bán dẫn gọi là transistor. Chỉ tám năm sau đó, với cuộc cách mạng thu nhỏ và cải tiến các dụng cụ điện tử, công chúng chẳng có gì bất ngờ khi biết bộ ba trên được trao giải thưởng Nobel vật lí. Công trình này được mô tả chi tiết hơn trong chương tiếp theo. lịch sử vật lý
(Còn tiếp nhiều kì…)
