تفاوت درجات آزادی ذره و میدان در نظریه میدان های کوانتومی
در نظریه میدان های کوانتومی، تفاوت اساسی بین ذره و میدان در تعداد درجات آزادی آنها است. تعداد درجات آزادی یک ذره متناهی است، در حالی که میدان تعداد نامتناهی درجه آزادی دارد. برای رویارویی با این تفاوت، روش های ریاضیاتی شناخته شده ای وجود دارد. در نظریه میدان های کوانتومی، میدان به عنوان یک مجموعه از ذرات کوانتومی تعریف می‌شود که در فضا و زمان پراکنده شده‌اند. میدان موجودی گسترده در فضا و زمان است؛ بنابراین، موجودی است برخوردار از سرشت ذاتا موج گونه. حاصل کاربرد نظریه کوانتوم در مورد میدان ها نمایان شدن کمیت های فیزیکی (مانند انرژی و تکانه) به صورت بسته های گسسته و شمارش پذیر بوده است. اما این شمارش پذیری دقیقا همان چیزی است که ما به رفتار ذره گونه نسبت می دهیم.
در نظریه میدان های کوانتومی، ذرات به شکل حالاتی برانگیخته از میدان فیزیکی زمینه می‌بینند و تعداد درجات آزادی آنها متناهی است. این در حالی است که میدان به عنوان یک مجموعه از ذرات کوانتومی تعریف می‌شود که در فضا و زمان پراکنده شده‌اند و تعداد درجات آزادی آنها نامتناهی است. به عنوان مثال، ذراتی وجود دارند که سه درجه آزادی اسپینی دارند، اما تمام ذرات عالم دو درجه آزادی اسپینی دارند که به صورت مختلفی می‌چرخند. این تفاوت در تعداد درجات آزادی ذره و میدان، باعث شده است که در نظریه میدان های کوانتومی، مفهوم ذره به شکلی متفاوت از فیزیک کلاسیک تعریف شود و همه چیز از جمله ذرات و نیروها از چیزهایی به نام میدان تشکیل شده‌اند.
