Un diagrama de Feynman, una herramienta gráfica muy usada en QFT para representar el comportamiento de las partículas subatómicas

La física contemporánea tiene múltiples desarrollos cuya complejidad es capaz de meter miedo a cualquier estudiante confuso que se decide a intentar comprender los misterios de las leyes universales. Una de las teorías que más pesadillas generan y a la vez más belleza matemática ofrecen es la denominada Teoría Cuántica de Campos (QFT, por sus siglas en ingés). Este desarrollo teórico, uno de los más ambiciosos y abstractos de esta ciencia, representa la fusión más aceptada entre tres ramas fundamentales pero de difícil conciliación:

• La teoría cuántica, que describe el cómo se comporta la materia y la energía a escalas subatómicas. Estos comportamientos suelen ser contraintuitivos según las leyes habituales de la física macroscópica.

• El concepto de campo, que contiene la idea de que las interacciones físicas se producen a través de campos que impregnan el espacio y que albergan la información de los elementos que contienen, como el campo electromagnético.

• La Relatividad, específicamente la relatividad especial de Einstein, que exige que las leyes de la física sean las mismas para todos los observadores, independientemente de su movimiento relativo.

Esta combinación, cuyo desarrollo siempre fue un reto debido a la difícil conciliación que siempre tuvieron la cuántica y la relatividad, llevó a la Teoría Cuántica de Campos a convertirse en la base de la física moderna de partículas elementales. Es la herramienta principal para entender la interacción de los elementos básicos de la materia, ya sean electrones, quarks, bosones, etc.

Además de ser una teoría que permite entender el comportamiento de las partículas elementales, la QFT también tiene métodos para aplicar a una serie amplia de disciplinas físicas. La física nuclear toma de ella la descripción de las fuerzas que unen los protones y neutrones en el núcleo atómico, la astrofísica la usa para describir la materia en condiciones extremas (como los agujeros negros) y cualquier rama en la que tenga influencia el estudio de lo muy pequeño o muy exótico se ve beneficiada por ella.

Asentada su base teórica en los años 70 del siglo XX, la QFT sigue siendo la base del estudio de los fenómenos que implican Relatividad especial y ámbito cuántico. La complejidad de esta rama es una de las más desafiantes debido a su carga matemática y conceptual, pero es gracias a ella que se consiguió llegar a alguno de los descubrimientos más fascinantes de la física contemporánea, como la Radiación de Hawking o el Bosón de Higgs.