den del av kvantefeltteorien som beskriver det elektromagnetiske felt og vekselvirkningen mellom feltet og elektrisk ladede partikler. I videste forstand omfatter kvanteelektrodynamikken bl.a. hele atomfysikken, siden atomstrukturen i sin helhet synes å være bestemt ved elektromagnetiske krefter. Men hovedtrekkene ved de atomære systemene fremkommer som et resultat av elektrostatiske krefter mellom elektroner og kjerne, krefter som beskrives ved Coulombs lov og ikke forutsetter noen detaljert bruk av elektromagnetisk teori. Behandlingen av disse fenomenene går derfor heller under betegnelsen kvantemekanikk, mens kvanteelektrodynamikken omfatter de detaljer i beskrivelsen som er nødvendige for å redegjøre for finstrukturen av atomære systemer, samt fenomener som spredning av ladede partikler, bremsestråling, pardannelse og annihilasjon av elektron–positron-par, spredning av elektromagnetisk stråling mot ladede partikler og av stråling mot stråling, f.eks. lys mot lys.
Historie
Kvanteelektrodynamikken ble først formulert omkring 1928 av P. A. M. Dirac, W. Heisenberg og W. Pauli. Den bygde på Diracs relativistiske bølgeligning for beskrivelse av elektroner og på J. C. Maxwells teori for elektromagnetisme. Teorien beskrev elektronenes kvanteegenskaper og forklarte spinn, finstruktur, pardannelse m.m., men gav ikke alltid entydige resultater. I 1948 foreslo J. S. Schwinger og R. P. Feynman uavhengig av hverandre en ny beskrivelse hvor man også tilla det elektromagnetiske felt kvanteegenskaper uten derved å bryte med Maxwells teori. En tilsvarende beskrivelse var utviklet 1943 av japaneren S. Tomonaga, men heller ikke hans arbeider ble offentliggjort før 1948. Moderne kvanteelektrodynamikk bygger på denne teorien som har gitt forklaring på en rekke fenomener, bl.a. Lamb-forskyvningen av spektrallinjene i hydrogenspektra og verdien for elektronets magnetiske moment. Kvantiseringen av de elektromagnetiske felt betegnes ofte 2. kvantisering.
David Gross, Frank Wilczek og David Politzer mottok Nobelprisen i fysikk 2004 for bidrag til teorien.