A Teoria Quantica de Campos e a aplicacao conjunta da mecanica quantica e da relatividade especial aos campos que fornecem a estrutura teorica usada na fisica de particulas e na fisica da materia condensada. Em particular, a teoria quantica do campo eletromagnetico, conhecida comoeletrodinamica quantica (tradicionalmente abreviada como QED, do ingles "Quantum EletroDynamics"), e a teoria provada experimentalmente com maior precisao na Fisica.Resumidamente, pode-se dizer que a teoria quantica dos campos e uma teoria criada com o objetivo de descrever os campos de forma quantizada (na denominacao mais antiga se chama segunda quantizacao). Por outro lado, a mecanica quantica lida essencialmente com a quantizacao da materia e da energia.A teoria quantica dos campos considera tanto as particulas que compoem a materia (quarks eleptons) quanto os condutores de forca (bosons mensageiros) como excitacoes de um campo fundamental de energia minima nao-nula (vacuo).HistoriaAdvento da teoria classica dos camposA nocao de campo surgiu inicialmente como uma construcao matematica "conveniente" para descrever as forcas, que sao conceitos centrais na mecanica de Newton. Entretanto, no seculo XIX, devido principalmente aos trabalhos de Maxwell, o conceito de campo passa a ocupar o papel central na descricao fisica da realidade. De fato, a mudanca foi ainda maior, porque foi entao que surgiu a primeira grande unificacao da fisica: a relacao entre campos eletricos e magneticos, bem como o reconhecimento de que a luz (optica) e uma manifestacao particular deste campo eletromagnetico.Mecanica, Eletromagnetismo e RelatividadeO eletromagnetismo foi a "raison detre" do surgimento da relatividade. Com a inadequacao das transformacoes de Galileu quando aplicadas a equacao de onda tridimensional, surgiu um dilema: ou se preservava a mecanica classica e abandonava-se o nascente eletromagnetismo, ou se preservava este e abandonava-se quase tres seculos de previsoes solidamente confirmadas pela experimentacao.O caminho foi achado, surpreendemente, numa especie de conciliacao entre as duas alternativas.Inicialmente, Woldemar Voigt derivou em 1887 um conjunto de relacoes, baseado apenas na equacao de onda ordinaria, devida a Jean D'Alembert. Essas relacoes eram transformacoes espaciais e temporais que deixavam invariante a forma desta equacao.Estas relacoes sao as que se conhecem como transformacoes de Loretz-Fitzgerald, cientistas que redescobriram estas transformacoes mais tarde. Em particular, Lorentz o fez num contexto diferente, na tentativa de se reconciliar as teorias do eter com os resultados de experiencias fisicas, tais como a de Michelson-Morley. Einstein entao entra em cena, com seu trabalho seminal de 1905, "Sobre a Eletrodinamica dos Corpos em Movimento", onde introduz a relatividade, interpretando corretamente as transformacoes de Lorentz-Fitzgerald como alteracoes do espaco e do tempo em funcao da velocidade relativa entre os referenciais.Termodinamica e Mecanica QuanticaA mecanica quantica surgiu da incapacidade conjunta da termodinamica e do eletromagnetismo classicos de prever a correta distribuicao de energias em funcao da frequencia no problema de corpo negro.A tentativa de derivacao feita por Lord Rayleigh e por James Jeans postulava que cada onda eletromagnetica estava em equilibrio com as paredes do forno. Isso se traduz num teorema que mantem sua validade mesmo na mecanica quantica:"Numa cavidade fechada em equilibrio termico com o campo eletromagnetico confinado, o campo e equivalente a um conjunto enumeravelmente infinito de osciladores