Điện tích đi kèm với từ trường được quan sát lần đầu tiên vào ngày 21 tháng 4 năm 1820 bởi Hans Christian Oersted. Năm 1865, James Clerk Maxwell lần đầu tiên đưa ra lý thuyết điện từ cổ điển với sự kết hợp các quan sát, thí nghiệm, phương trình điện, phương trình từ và quang học thành một lý thuyết thống nhất. Hệ phương trình Maxwell đã chứng tỏ rẳng, điện, từ và cả ánh sáng là biểu hiện của điện từ trường. Sự tồn tại đồng thời của điện trường và từ trường được xác nhận bởi định luật Biot-Savart, định luật Gauss đối với từ trường, định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng, . . .
Trong định luật về của Max Planck về phát xạ vật chất tối năm 1900 đã hình thành các nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử. Thí nghiệm của Comptom về sự tán xạ của các tia X lên electrons thực hiện năm 1923 đã chứng tỏ rằng các lượng tử ánh sáng của Einstein là các hạt mang năng lượng và xung lượng. Thuật ngữ photon là hạt ánh sáng được tìm ra bởi Lewis trong một bài báo “The Conservation of the Photon” năm 1926. Các photon có bản chất điện tích, khối lượng và spin. Thí nghiệm về nguồn gốc của spin của photon được phác thảo bởi Sir C.V.Raman và Sir Bhagvantam năm 1931. Trong bài báo “Photon: History, Mass & Charge” năm 2006, Okun đã giải tích chi tiết về khối lượng và điện tích của các photon.
Đã có một sự không rõ ràng về khối lượng của photon. Đã tồn tại lý thuyết cho rằng photon không có khối lượng nhưng có xung lượng. Nhưng lâu nay, không có thí nghiệm nào chứng thực là photon không có khối lượng.
Tất cả các lý thuyết trên chỉ ra rằng sự phát xạ điện từ trường là phát ra các hạt được gọi là photon hoặc quanta chứa năng lượng dưới dạng khối lượng, điện tích và spin. Các hạt photon có khả năng di chuyển như là sóng điện từ vuông góc với nhau và cũng vuông góc với phương truyền.
Cấu trúc của một photon theo lý thuyết lượng tử mới
Photon và các hạt lượng tử có các đặc tính lượng tử mà lý thuyết lượng tử của Einstein không thể giải thích được. Lý thuyết lượng tử mới ra đời không chỉ giải thích được vấn đề về bản chất lưỡng tính sóng hạt mà còn nhiều các hiện tượng lượng tử bí ẩn khác. Lý thuyết lượng tử mới dựa trên sự tương tự giữa nguyên tử và hệ mặt trời không chỉ bổ sung mà còn hoàn thiện lý thuyết lượng tử.
Lý thuyết lượng tử mới chỉ ra rằng:
Một photon có một hạt nhân
Khối lượng của photon được tập trung ở hạt nhân
Điện tích của photon được đặt ở hạt nhân
Hạt nhân không nằm chính giữa mà được đặt lệch tâm trong photon
Photon luôn luôn quay
Tốc độ quay là tỉ lệ thuận với tần số và năng lượng của photon và tỉ lệ nghịch với với bước sóng.
Sự quay của photon cùng với khối lượng tập trung ở hạt nhân được đặt lệch tâm giải thích được nhiều hiện tượng và tích chất của bức xạ điện từ trường cũng như bản chất hạt và bản chất sóng và giải quyết được bí ẩn về lưỡng tính sóng hạt của toàn bộ phổ bức xạ điện từ, tạo nên một thành công lớn của lý thuyết lượng tử mới.