¿Qué es la electromagnetismo computacional?
El electromagnetismo computacional, que a menudo también se llama modelado electromagnético o electrodinámica computacional, es un campo de la física que permite a los científicos predecir y describir el comportamiento de las ondas electromagnéticas cuando entran en contacto con objetos físicos. Los científicos pueden usar la electromagnetismo computacional al estudiar cualquier onda electromagnética, aunque se usa más comúnmente en el estudio de ondas de radio o microondas. En estos casos, la teoría electromagnética se usa a menudo para ayudar a los científicos a desarrollar mejores antenas y equipos de comunicaciones. Para modelar estas ecuaciones complejas, los científicos requieren el uso de computadoras potentes.
Los científicos que trabajan en electrodinámica computacional se basan en un conjunto de ecuaciones conocidas como ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones se utilizan para describir el comportamiento de los campos eléctricos y magnéticos, que se ven afectados por objetos grandes y pequeños. Algunas de las ecuaciones de Maxwell son apropiadas cuando se estudian los efectos de las partículas atómicas en los campos electromagnéticos, mientras que otras describen con mayor precisión la forma en que estos campos se ven afectados por los objetos macroscópicos. Ambos conjuntos de ecuaciones tienen en cuenta los campos electromagnéticos emitidos por estos otros objetos y describen lo que sucede cuando estos diferentes conjuntos de campos electromagnéticos interactúan.
Las ecuaciones utilizadas en electromagnetismo computacional son extremadamente complejas. Toman en cuenta varios campos diferentes y predicen el comportamiento de estos campos en un área determinada del espacio. La complejidad de las matemáticas requiere el uso de computadoras que puedan completar muchos cálculos diferentes y extrapolar información de ellos. La interacción de los campos electromagnéticos se puede representar matemáticamente y visualmente para que el comportamiento de estos campos se pueda ver y comprender fácilmente.
En el estudio de la radio y las microondas, hay una serie de aplicaciones prácticas para la electromagnética computacional. Una mayor comprensión de este campo ha llevado a avances en la comunicación y a la creación de antenas que pueden transmitir y recibir datos de manera más confiable. El campo de la tecnología celular, en particular, se ha beneficiado enormemente de un conocimiento más profundo de este campo, así como del aumento de la potencia de la computadora para calcular las interacciones del campo electromagnético en un área más grande.
Aunque el comportamiento de un campo electromagnético no está bien organizado, por simplicidad, los científicos de electromagnetismo computacional a menudo modelan estos campos simétricamente. Para muchas aplicaciones, es más práctico pensar en estos campos como generalidades que se pueden modelar como objetos simples de dos o tres dimensiones, como círculos o esferas. Es posible hacer modelos más precisos de campos electromagnéticos si son necesarios para diversas aplicaciones.