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La mecánica cuántica <<prohíbe>>, explícitamente, las transiciones espontáneas, es decir, si se aplica el mecanismo ordinario de considerar, en primera aproximación, los estados cuantizados. Si se determina la probabilidad de una transición espontánea asociada al tránsito de un estado estacionario a otro excitado, se comprueba que es igual a cero. Para explicar este tipo de transiciones, la mecánica cuántica debe ampliarse a una teoría de estados cuantizados en la que el campo electromagnético está, además, cuantizado en cada punto del espacio. Tal teoría se conoce como teoría del campo del quántum. La teoría del campo del quántum de electrones y de campos electromagnéticos se conoce como [[electrodinámica cuántica]].
 
En electrodinámica cuántica (o QED), el [[campo electromagnético]] tiene un estado fundamental, el estado del vacío, que puede mezclarse con otros estados estacionarios excitados del átomo. Como resultado de esta interacción, el “estado estacionario” del átomo es un '''''eigenstate'''''[[autoestado]] verdadero del sistema en el que se encuentran combinados los estados del propio átomo con los del campo electromagnético.
 
De manera particular, la transición electrónica desde un estado excitado al estado fundamental se combina con la transición del campo electromagnético del estado fundamental a un estado excitado. Un estado del campo con un fotón en él. Aunque hay solamente una transición electrónica posible del estado excitado al fundamental, existen muchísimas maneras en las que el campo electromagnético puede efectuar la transición desde el estado fundamental a un estado excitado del fotón. Es decir, el campo electromagnético presenta un número de grados de libertad extraordinariamente más grande que el número que puede darse en los estados electrónicos. Este número gigantesco corresponde a todas las direcciones posibles en las que el fotón puede moverse. De manera análoga, se puede decir que el [[espacio de las fases]] que puede presentar el campo electromagnético es infinitamente mayor que el que puede darse en un átomo. Puesto que se deben considerar las probabilidades de ocupar todo el espacio de las fases, el átomo debería decaer por emisión espontánea. Se debe recordar que el sistema al que se hace referencia combina tanto el átomo como el campo electromagnético correspondiente al fotón emitido en la transición electrónica.
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