A XX. század elején komoly kihívást jelentett a fizikusoknak, hogy a hidrogénatom egyetlen elektronjának mikroszkopikus viselkedését leírják. Elsőre elképzelhetetlennek tűnt, hogyan lehet kvantumosan kezelni a szilárdtestekben lévő rengeteg (több mólnyi) elektront. Érdekes módon igen jó közelítést ad, ha az elektronok közöti kölcsönhatást elhanyagoljuk, és e részecskéket független objektumoknak tekintjük. 1928-ban Felix Bloch dolgozta ki a szilárdtestek kvantumelméletét, mellyel megérhető vált az anyagok fémes vagy szigetelő mivolta, vezetőképessége vagy éppen fénnyel való kölcsönhatása. Aztán ha figyelembe vesszük az elektronok közti kölcsönhatásokat is, feltárul Pandóra szelencéje, és olyan egzotikus jelenségek válnak megérhetővé, mint például a szupravezetés.