kadar umutsuz ve karamsar yapan şey,aslında, elektron ve fotonların etkileşiminin teorik açıklaması için doğru bileşenlerin (ikinci kuantize Maxwell-Dirac alan denklemleri) yerinde olmaları ve hiçbir temel kavramsal değişikliğin gerekmemesi gerçeğiydi. Bu durum, Planck ışınım yasasının öngördüğü sıcak nesnelerin ışınım davranışı üzerine sonlu ve fiziksel mantıklı hesaplamaların gerekli olmasına benzer.

Bu “sapma sorunu” 1940’ların sonu ve 1950’lerin başlarında Hans Bethe, Tomonaga, Schwinger, Feynman, ve Dyson tarafından renormalizasyon yöntemiyle kuantum elektrodinamiklerinde çözülmüş oldu. Büyük gelişme, kuantum elekrodinamiğindeki tüm sonsuzlukların iki etkiyle alakalısının fark edilmesiyle gerçekleşti: elektron/pozitron öz-enerjisi ve vakum polarizasyonu. Renormalizasyon, sadece anlamların ne olduğunu büyük bir dikkatle inceler, örneğin “yük” ve “kütle”nin saf, etkileşimsiz alan denklemlerindeyken ne anlama geldikleri. “Vakum” kendi kendine kutuplaşabilir ve böylece, (kabukta ve kabuk dışı) çiftleri sanal parçacıklarla doldurulur, yani kendi başına yoğun dinamik bir sistemdir. Bu, “sonsuzluklar” ve “sapmalar”ın kaynağını belirlemede kritik bir adımdı. Parçacığın “çıplak kütle” ve “çıplak yükü”, serbest alan denklemlerinde (etkileşmeyen durumda) görülen değerler, deneyde (etkileşimde) basit bir şekilde fark edilemeyen soyutlamalardır. Bizim ölçtüğümüz, denklemlerimizle göz önüne almak zorunda olduğumuz, ve çözümlerin açıklamak zorunda olduğu parçacığın “renormalize edilen kütle” ve “renormalize edilen yük”üdür. Bu demektir ki, “ kaymış” ve “giyinmiş” değerler kuantum alanlarının kendi doğasının söylediği “çıplak değerler”den olan tüm sapmaları kapsamak zorunda olan değerlerdir.

Meyvesini veren ilk yaklaşım “ etkişleşim temsili”, bir Lorentz kovaryansı ve sıradan kuantum mekaniklerinde kullanılan zamana-bağlı pertürbasyon teorisinin gauge sabiti genellemesi, olarak bilinir. Dirac, Fock ve Podolsk’nin daha önceki denemelerini yaygınlaştırılmasıyla, Tomonaga ve Schwinger tarafından geliştirilmiştir. Tomonaga ve Schwinger saha komütatörleri ve kuantum sisteminin iki ana temsilleri arasındaki ara alan operatörleri temsil eden bir relativistik kovaryant tasarısı kurdular. Bu tasarıyla, ayrı noktada saha komütatörleri, "çıplak" alan yaratma ve yok etme operatörleri açısından değerlendirilebilir. Bu, “çıplak” ve “renormalize” edilmiş olanların zaman gelişimini izlemeye olanak tanır ve her şeyi birleştirilmiş, guage sabiti “çıplak” alan denklemleriyle açıklar. Bir sonraki ve en ünlü gelişme Feynman ile ilgilidir. Feynman, saçılma matrisindeki koşullara uygun olarak grafik/şema devredişini sağlayacak zekice kurallar belirlemiştir. Bunlar direkt olarak hesaplanabilir fiziksel süreçlere karşılık gelmektedir. Bu, pratikte yürütülen kuantum alan teorisi hesaplamalarını kökten değiştirdi.
1960’lardan iki klasik ders kitabı; J. D. Bjorken ve S.D. Drell'in "Göreli Kuantum Mekaniği" (1964) ve J. J. Sakurai'nin "İleri Kuantum Mekaniği" (1967), Feynman grafik genişleme tekniklerini; karşıtlık prensibini takiben fiziksel, sezgisel ve pratik methodları kullanarak, kuantum alan teorisinin kendisinin üstyapısından türeyen Feynman kurallarını içeren teknik ayrıntılar konusunda endişelenmeden geliştirdi. Feynman’nın sonsuzluklarla baş etmedeki sezgisel ve resimsel tarzının, Tomonaga ve Schwinger resmi metodları kadar, ikisi de gerçekten iyi çalışmasına ve olağanüstü bir şekilde doğru cevaplar vermesine rağmen, “renormalize olabilirlik” sorusunun gerçek analitik doğası, yani bir kuantum alan teorisi olarak formüle edilmiş olan herhangi bir teorinin sonlu cevaplar verip vermediği, çok sonraya kadar çözülmüş değildi.
KED durumunda renormalizasyon; eşleşim sabitinin küçüklüğünden dolayı büyük oranda rastlantısaldı. Kütle gerektiren eşleşmenin hiçbir boyuta sahip olmaması gerçeği,ki ince yapı değişmezi olarak adlandırılır, ve ayrıca gauge bozonun sıfır kütlesi, foton KED’in küçük mesafe/yüksek enerjili davranışını yönlendirilebilir kıldı. Yanı sıra, Elektromanyetik süreçler, diğer gauge etkileşimleri tarafından çok kötü bir şekilde baskılanmadığı,sönümlenmediği, ya da saklanmadığı algısında çok “temiz”dirler. 1958’de Sidney Drell: "Kuantum elektrodinamikleri kendi sapaklıklarıyla barışçıl bir yaşam statüsü elde ettiler" gözlemini dile getirdi.

Zayıf kuvvetle elektromanyetik kuvvetin birleşmesi, Fermi etkileşimi aralığı ötesindeki süreçleri ortaya çıkarmak için yeterli yüksek hızlandırıcı enerjisine sahip olmaması nedeniyle ilk zorluklarla karşı karşıya getirdi. Ek olarak, kuark modelle son bularak hadron alt yapısının tatmin edici teorik anlayışı geliştirilmek zorundaydı.

Güçlü etkileşimler durumunda, kısa mesafe / yüksek enerjili davranışlarıyla alakalı oluşan ilerleme çok daha yavaş ve daha yıldırıcı oldu. Elektrozayıf alanlarla güçlü etkileşimler için, eşleme gücü, kuvvet taşıyıcılarının kütle oluşumu, hem de lineer olmayan kendi etkileşimleri ile ilgili zor problemler vardı. Elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvet içeren büyük bir birleşik kuantum alan teorisine yakın teorik gelişmeler olmasına rağmen, deneysel doğrulama hala beklemede. Süperbirleşim, yerçekimi kuvvetini kapsayan, hala çok kurgusal, ve çağdaş teorik fiziğin en iyi zihinlerinin çoğu tarafından yoğun bir araştırma altındadır. Yerçekimi, bir 2-spinli gauge bozonun, “graviton”un tanımının tensör alanıdır, ve genel görelilik ve kuantum yerçekimi üzerine makaleler tartışılmaktadır.

Kuantum alan teorisi teknikleri açısından bakıldığında, tutarlı bir kuantum yerçekimi teorisi formüle etmek için sayısız çaba harcanırken, yerçekimi kuantizasyonu kötü davranışla egemen olmuştur.
Yerçekimi eşleme sabitinin, kütlenin karşıt kuvvetlerinin içeren boyutlara sahip olmasından dolayı altında yatan teknik problemler var. Basit bir sonuçla, kötü huylu doğrusal olmayan kendi etkileşimleri tarafından rahatsız ediliyor. Yerçekimi, temelde, yönelir, ki sırasıyla... yönelir... vb. (örneğin, yerçekimi kendi içinde yerçekiminin bir kaynağıdır, buna benzer olarak gauge teorileri, eşlemeleri verilebilir.) düzensizlik teorisinin artış sırasında kontrol edilemeyen bir farklılaşmaya sebep olur.

Ek olarak, yerçekimi eşit ve kuvvetli olarak tüm enerjiye eşleşir, denklik ilkesine göre, bu da “kapama”, “kesme” kavramlarını ayırıyor, yerçekimsel etkileşimi diğer etkileşimlerden belirsiz hale getiriyor, çünkübiz uzay-zamanın kendi yapısıyla uğraşmaktayız.

Biraz kaba kuvvet, biraz Feynman’nın sesli ve sezgisel yöntemleri, biraz da Tomonaga/Schwinger’in zarif ve soyut yöntemleri sayesinde, erken renormalizasyon döneminden, kuantum elektrodinamiklerinin modern teorilerine sahibiz. Hala bilinen en doğru fiziksel teori başarılı bir kuantum alan teorisinin prototipidir. 1950’lerin başlarında, Yang ve Mills’in çalışması ile, ayrıca Ryoyu Utiyama’nınki ile de, Weyl ve Pauli’nin geçmiş önderliğini takiben, derin araştırmalar, herhangi bir alan teorisinin doyurması gereken simetriler ve değişmezliğin çeşitlerini aydınlatmış oldu. KED, aslında, bütün alan teorileri, gauge teroileri olarak bilinen kuantum alan teorilerinin bir sınıfına genelleştirildi. Kuantum elektrodinamikleri, bir Abel gauge teorisi olarak bilinen en ünlü örnektir. U(1) simetri grubuna dayanır, ve bir tane kütlesiz gauge alanı vardır, U(1) gauge simetrisi, elektromanyetik alanı kapsayan etkileşim formunu gauge bozonu olan fotonla dikte eder. Bu simetrilerin parçacıklar arasındaki etkileşim formunu belirtmesi, sınırlaması ve zorunlu kılması; “gauge teori devrimi”nin özüdür. Yang ve Mills; zihindeki güçlü etkileşimlerin açıklanması girişimiyle Abel olmayan bir gauge teorisinin ilk açık örneğini formüle ettiler, Yang-Mills teorisi. Bu güçlü etkileşimler 1950’lerin ortalarında sonra (yanlış olarak) anlaşıldı, pi-mezonların (1935 yılında Hideki Yukawa’nın öngördüğü parçacıklar) aracılık ettiği, herhangi bir kuvvet aracı parçacığın kütlesi ve aracı olduğu kuvvetin genişliği arasındaki karşılıklı bağlantıyla ilgili derin yansımalara dayandırıldı. Belirsizlik ilkesiyle onaylandı. 1960 ve 1970’ler gauge teorisinin formülasyonunu gördü, şimdi parçacık fiziğinin standard modeli, temel parçacıklar ve birbirleri arasında etkileşimi sistematik bir şekilde açıklar, olarak biliniyor.

1958-60 yıllarında, standart modelin elektrozayıf etkileşim kısmı, Sheldon Glashow tarafından, teorinin SU(2)xU(1) grup yapısı kendisinin keşfi ile formüle edildi. Steven Weinberg ve Abdus Salam W ve Z kitlelerinin üretimi için, sıfır foton kütlesini koruyarak zeki bir şekilde Anderson-Higgs mekanizmasına başvurdular. 1950’lerin sonu ve 1960’ların başında, gauge teorilerinde kitle üretim için Goldstone/Higgs fikri parladı ve birçok kuramcı (Yoichiro Nambu, Steven Weinberg, Jeffrey Goldstone, François Englert, Robert Brout, G.S. Guralnik, C.R. Hagen, Tom Kibble ve Philip Warren Anderson da dahil olduğu) bir süper iletkenin BCS zemin seviyesinin biçimlenmesinde elektromanyetizmanın U(1) simetrisinin kırılmasına benzer bir olası yarar fark ettiler. Bu duruma katılan gauge bozonu, foton sonlu bir kütle kazanmış gibi davranmaya başlıyor. “Kesintisiz” elektrozayıf Lagrangian tarafından bahsedilen simetrileri, fiziksel vakumun saymaması bir başka olasılıktır. Weinberg ve Salam’ın elektrozayıf teorisinin renormalize olabileceği (sonlu) ve dolayısıyla tutarlı olduğu gösterilmiştir. Glashow- Weinberg-Salam teorisi bir zaferdir ve, şüphesiz her uygulamada, kuantum elektrodinamikleriyle eşit doğruluğu verir.

Ayrıca 1970’ler boyunca, yoğun madde fiziği faz geçişleri çalışmalarındaki paralel gelişmeler, Leo Kadanoff, Michael Fisher ve Kenneth Wilson’ı, ölçekli teorinin davranış değişikliklerini, renormalizasyon olarak bilinen, fikir ve methodlar topluluğunu izlemeye yönlendirdi. 1940’larda bulunan renormalizasyon yönteminin derin fiziksel anlayışıyla,renormalizasyon grubu teorik fiziğin” büyük sentezi”i(parçacık fiziğinde kullanılan kuantum alan teorileri tekniklerini, yoğun madde fiziğiyle tek bir teori çerçevesinde birleştirerek) olarak parladı. Güçlü etkileşimlerin, kuan