En el modelo estándar y la teoría del campo cuántico, ¿cuáles son las entidades más fundamentales de la física? Partículas? ¿Campos? Potenciales? ¿Algo más completamente?

Las entidades más fundamentales en el Modelo Estándar son los campos, que existen en un fondo de espacio-tiempo de 4 dimensiones.

Estos campos incluyen campos fermiónicos (el electrón / muón / tau, seis quarks y tres neutrinos), campos bosónicos (los bosones fotón / W / Z de la interacción electrodébil, los gluones de la interacción nuclear fuerte y el bosón de Higgs) y para que no olvidemos sus interacciones.

Las “partículas” son excitaciones cuantificadas de estos campos que son creadas o destruidas por los términos de interacción.

El modelo estándar se puede escribir como una fórmula de aspecto monstruoso, una densidad lagrangiana, que combina todos los campos libres y todas las interacciones permitidas en un todo unido (no elegantemente unido, sino unido). Lo único ausente de esto es la gravedad. O para ser precisos, la gravedad fuerte, ya que la gravedad débil se puede incorporar de varias maneras, sin intentar cuantificar la teoría gravitacional.

Hay varias razones (además de los problemas con la gravedad) por las que el Modelo Estándar no se considera la última palabra al respecto: 1) la teoría del campo cuántico subyacente falla a energías muy grandes, 2) la teoría tiene hasta 26 dimensiones parámetros con valores que no se predicen, 3) las grandes discrepancias entre varias escalas de masa / energía no se explican, y 4) la discrepancia entre los valores pronosticados de la densidad de energía de vacío y la constante cosmológica observada es enorme e inexplicable.

Dicho esto, no obstante, es una teoría increíblemente exitosa, que (entre otras cosas) predijo la existencia de varias partículas fundamentales, todas confirmadas experimentalmente.