La teoría de campo unificado es una teoría de campos que trata, mediante principios comunes, dos teorías de campo previamente consideradas diferentes. Y una teoría de campos es aquella que explica que las fuerzas entre los objetos pueden describirse como efecto de un campo, de manera que si un fenómeno ocurre en un punto y no en otro es porque la intensidad de dicho campo en ese punto lo permite.

Veamos un poco de historia:

A mediados del siglo XIX se conocían cuatro fenómenos que eran capaces de hacerse notar a través del vacío.

Se consideraban fenómenos totalmente independientes, hasta que entre 1864 y 1873 el físico teórico escocés J. Clerck Maxwell analizó tanto los fenómenos eléctricos y magnéticos y encontró ciertas relaciones básicas entre ellos —plasmados en las ecuaciones de Maxwell— demostrando que unos dependían de los otros. Entonces se pudo hablar de un campo electromagnético que influía sobre los cuerpos de acuerdo a la intensidad de ese campo en ese punto en concreto.

Demostró también que haciendo oscilar de manera regular ese campo se originaba una radiación que se alejaba de la fuente de oscilación a la velocidad de la luz en todas direcciones. Y la luz, propiamente dicha, era una de esas radiaciones electromagnéticas. Maxwell predijo la existencia de otras formas de luz, con longitudes de onda mucho más grandes y mucho más pequeñas que las de la luz visible, que fueron descubiertas a lo largo de los veinte años siguientes, hasta que actualmente hablamos de todo un espectro electromagnético.

Así los tres fenómenos quedaron unificados bajo una misma teoría, bajo un mismo campo: el electromagnético. Pero aún quedaba por integrar la gravedad. Y aunque se descubrieron ecuaciones que combinaban los efectos electromagnéticos y los gravitatorios, no lograban proporcionar del todo un campo auténticamente unificado de modo que la existencia de unos pudieran utilizarse para justificas la existencia de los otros. El propio Einstein utilizó su teoría de la relativida general para tratar de dar con ella, pero sin éxito.

La cosa se complica a partir de 1935, cuando se descubrieron dos nuevos tipos de campo que afectan a las partículas subatómicas y, además, a una distancia inferior al diámetro de un núcleo atómico. Son la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil.

Un auténtico campo unificado debería explicar estos cuatro campos que se conocen en la actualidad. Éstos son (ordenados del más fuerte al más débil):

La función fundamental de la teoría unificada de campos es demostrar con una teoría común que las cuatro fuerzas fundamentales, al igual que la materia, son simplemente diferentes manifestaciones de un único campo fundamental.

Nota sabionda: Según la dualidad onda-corpúsculo de la mecánica cuántica, los campos pueden describirse en términos de intercambio de partículas que transfieren el momento y la energía entre los objetos. Así la interacción o fuerza nuclear fuerte se debe al intercambio de gluones, la interacción o fuerza nuclear débil es debida a los bosones W y Z, la interacción o fuerza electromagnética se bede al intercambio de fotones y la fuerza gravitacional al intercambio de gravitrones, partícula teórica que aún no ha podido ser comprobada experimentalmente.

Nota sabionda: Los físicos teóricos han sido incapaces hasta ahora de formular una teoría consistente que combine la relatividad general y la mecánica cuántica, que se han mostrado incompatibles. Así que, en años recientes, la búsqueda de una teoría de campo unificada se ha centrado en las teoría de cuerdas y posteriormente en la de supercuerdas y en la teoría M.

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