Embora, desde 1900, cada novo experimento fizesse a quantização da energia ganhar cada vez mais confirmação, ainda não havia uma única teoria consistente da mecânica quântica. Todos os modelos teóricos propostos até então, como o modelo dos quanta de radiação de Planck, os corpúsculos de luz de Einstein, o modelo atômico de Bohr e a dualidade onda-partícula de De Broglie, partiam de descrições baseadas na física clássica, que eram então modificadas por hipóteses específicas para cada fenômeno.

A física quântica parecia uma colcha de retalhos incompleta. Enquanto cada um desses modelos foi bem-sucedido em explicar os resultados de experimentos em casos particulares, todos enfrentavam limitações quando aplicados a sistemas mais complexos. O modelo de Bohr, por exemplo, explicava com precisão o espectro do átomo de hidrogênio, mas falhava para átomos com mais de um elétron. A dualidade onda-partícula como proposta por De Broglie era conceitualmente poderosa, mas ainda carecia de uma estrutura matemática que permitisse prever suas consequências com precisão. Faltava uma teoria coerente que explicasse todos os fenômenos observados.

“Entre 1900 e 1925 é o período que chamamos de velha teoria quântica”, explica o físico Paulo Nussenzveig, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) e pró-reitor de pesquisa e inovação da USP.