Квантовая теория поля — это физическая теория, которая применяет квантовую механику в физическом поле . Квантовая теория поля является результатом сочетания классической теории поля, квантовой механики и специальной теории относительности. Квантовая теория поля составляет основу большей части современной теоретической физики , особенно физики элементарных частиц .
Стандартная модель физики элементарных частиц — это особый тип квантовой теории поля, которая описывает базовую структуру материи и ее взаимодействие. Применение электромагнетизма вызывает квантовую электродинамику , которая используется в атомной физике . Современная физика конденсированного состояния использует квантовую теорию поля для описания некоторых явлений, например сверхпроводники . В космологии квантовая теория поля используется для описания явления, которое, вероятно, имело место на раннем этапе формирования Вселенной, так называемого раздувание Вселенной .
В качестве успешной теоретической основы сегодня квантовая теория поля возникла в результате работы поколений физиков-теоретиков 20-го века. Его развитие началось в 1920-х годах с описания взаимодействий между светом и электронами , что привело к появлению первой квантовой теории поля — квантовой электродинамики . Вскоре последовало большое теоретическое препятствие с появлением и постоянством различных бесконечностей в пертурбативных вычислениях — проблема, которая была решена только в 1950-х годах с изобретением процедуры перенормировки. Другим серьезным препятствием была очевидная неспособность квантовой теории поля описывать слабые и сильные взаимодействия до такой степени, что некоторые теоретики пытались отказаться от теоретического подхода. Развитие теории калибра и завершениеСтандартная модель 1970-х годов привела к возрождению квантовой теории поля.
Квантовая теория поля была разработана большим количеством ученых, но первые основания были приписаны, в частности, Полю Дираку , Владимиру Фоку , Вольфгангу Паули , Томонаге Шиничро , Гансу Бете , Роберту Оппенгеймеру , Джулиану Швингеру , Ричарду Фейнману и Фриману Дайсону