Prawa mechaniki
Prawa mechaniki kwantowej opisujące rozkład ładunku w atomach i cząsteczkach są znane fizykom od roku 1926, jednak rozwiązanie równań dla dużej liczby atomów wymagało zastosowania superkomputerów. Dopiero pod koniec lat siedemdziesiątych metody obliczeniowe zostały rozwinięte w stopniu umożliwiającym najbardziej elementarne teoretyczne badania związku między strukturą elektronową ciał stałych a ich pękaniem. W ciągu kolejnych 10 lat szybsze komputery pozwoliły fizykom na korzystanie z bardziej skomplikowanych algorytmów potrzebnych do symulowania pękania lub zginania się. Ten postęp umieli wykorzystać przede wszystkim tacy naukowcy, jak Gregory B. Olson i jego koledzy z grupy zajmującej się badaniem stali w Northwestern University. Olson zorganizował swój zespół w roku 1985, aby opracować narzędzia potrzebne do komputerowego projektowania stali o niezwykle wysokiej wytrzymałości. Korzystając z programów komputerowych zaprojektowanych przez Arthura J. Freemana (także z Northwestern University), zespół Olsona opracował sposób określania różnic gęstości ładunku w podobnych do siebie materiałach. Naukowcy ci obliczali gęstość ładunku „wirtualnego” stopu podczas odciągania lub ślizgania się po sobie dwóch płaszczyzn.