¿Qué es la física electromagnética?

La física electromagnética busca explicar tanto la interacción de partículas cargadas eléctricamente como los fenómenos magnéticos. Si bien originalmente se pensaba que estaban separados, se ha demostrado que los campos eléctricos y magnéticos están relacionados. Excepto por los efectos gravitacionales, la fuerza electromagnética gobierna casi todas las interacciones naturales observables a simple vista. Si la física electromagnética está fundamentalmente relacionada con otros campos de la física es un tema de investigación en curso.

El físico británico James Clerk Maxwell demostró en 1873 que la electricidad y el magnetismo estaban vinculados. Él demostró no solo cómo las partículas cargadas interactúan entre sí, sino también cómo las cargas móviles crean campos magnéticos. Sus hipótesis han sido ampliamente confirmadas por experimentos. Desde entonces, la física electromagnética ha sido considerada como una teoría única; está incorporado en un conjunto de cuatro leyes conocidas como ecuaciones de Maxwell.

Hay cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza: las fuerzas electromagnéticas, gravitacionales, nucleares fuertes y nucleares débiles. Cada uno se aplica a todas las distancias en el espacio, pero, como todos los campos de la ciencia, la fuerza electromagnética tiene un rango en el que domina. En escalas muy grandes, como las estrellas y las galaxias, la gravedad domina. Las interacciones electromagnéticas todavía ocurren, pero están abrumadas por la fuerza gravitacional; en cierto sentido, la física electromagnética se "ahoga".

A escalas extremadamente pequeñas, como dentro del núcleo de un solo átomo, domina la fuerza nuclear fuerte. Es la fuerza responsable de mantener los protones dentro del núcleo, a pesar de que la fuerza electromagnética tiende a separarlos. Esto deja una escala intermedia que está dominada en gran medida por la física electromagnética.

A pesar de que la fuerza electromagnética interactúa con cada partícula cargada individualmente, es responsable colectivamente de las interacciones más grandes. Cuando los electrones de un átomo se mezclan con los electrones de otro, se puede formar una molécula. Las moléculas pueden ser más estables que algunos átomos individuales. Además, las moléculas pueden interactuar entre sí en un proceso gobernado fundamentalmente por la física electromagnética. Estos intercambios moleculares son la base de la química.

Desarrollos recientes en física han sugerido que la fuerza electromagnética puede estar relacionada con las otras fuerzas fundamentales. La débil fuerza nuclear, que es responsable de la desintegración radiactiva, parece ser muy diferente de la fuerza electromagnética en las circunstancias cotidianas. Sin embargo, a temperaturas extremadamente altas, las dos fuerzas distintas parecen fusionarse en lo que se llama la fuerza de electrodepresión. Además, las fuerzas electromagnéticas y gravitacionales parecen variar en el espacio de la misma manera. La posibilidad de que todas las fuerzas fundamentales estén relacionadas, que ha sido popularizada por el físico británico Stephen Hawking y otros, se llama Teoría del Todo.