Interaición electromagnética

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La interacción electromagnética ye la interacción qu'asocede ente les partícules con carga eléctrica. Dende un puntu de vista microscópicu y afitáu un observador, suel dixebrase en dos tipos d'interacción, la interacción electrostática, qu'actúa sobre cuerpos cargaos en reposu respecto al observador, y l'interacción magnética, qu'actúa solamente sobre cargues en movimientu respecto al observador.

Les partícules fundamentales interactúan electromagnéticamente por aciu l'intercambiu de fotones ente partícules cargaes. La electrodinámica cuántica apurre la descripción cuántica d'esta interacción, que puede ser unificada cola interacción nuclear débil según el modelu electrodébil.

Electromagnetismu clásicu[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Electromagnetismu

Na descripción del electromagnetismu antes de la so formulación relativista, el campu electromagnético describíase como una interacción na que les partícules cargaes en función de la so carga y estáu de movimientu creaben un campu eléctrico (Y) y un campu magnético (B) que, xuntos, yeren responsables de la fuerza de Lorentz. Maxwell probó que dichos campos podíen ser derivaos d'un potencial esguilar (Φ) y un potencial vector (A) daos poles ecuaciones:



Sicasí, esta formulación nun yera explícitamente covariante como rique la formulación que fai la teoría de la relatividá. Na formulación explícitamente covariante el campu electromagnético clásicamente trátase como un campu de Yang-Mills ensin masa y deriváu d'un cuadrivector de potencial. Más concretamente'l campu electromagnético ye una 2-forma esacta definida sobre'l espaciu-tiempu. El cuadrivector potencial ye una 1-forma que la so diferencial esterior ye, precisamente, el campu electromagnético.

Electromagnetismu relativista[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Campu electromagnético

Na teoría de la relatividá especial la interacción electromagnética caracterizar por un (cuadri)tensor de segundu orde, llamáu tensor campu electromagnético:


Esti tensor campu electromagnético satisfai les ecuaciones de Maxwell qu'en notación tensorial (y sistema cgs) escríbense davezu:[1]


Estes ecuaciones pueden escribise de forma más compacta usando la derivada esterior y el operador dual de Hodge de forma bien elegante como:


Ello ye que dada la forma de les ecuaciones anteriores, si'l dominiu sobre'l que s'estiende'l campu electromagnético ye a cencielles conexu (estrelláu) el campu electromagnético puede espresase como la derivada esterior d'un cuadrivector llamáu potencial vector, rellacionáu colos potenciales del electromagnetismu clásicu de la siguiente manera:


Onde:

, ye'l potencial electroestático.
, ye'l potencial vector clásicu.

Esta substitución facilita descomanadamente'l resolvimientu de diches ecuaciones, la relación ente'l cuadrivector potencial y el tensor de campu electromanético resulta ser:


El fechu de que la interacción electromagnética pueda representase por un (cuadri)vector que define dafechu'l campu electromanético (siempres y cuando el dominiu sía estrelláu) ye la razón pola que s'afirma nel tratamientu modernu que la interacción electromagnética ye un campu vectorial (y polo que nel tratamientu cuánticu dizse que ta representáu por bosones vectoriales).

En relatividá xeneral ye tratamientu del campu electromagnético nun espaciu-tiempu curvu ye similar al presentáu equí pal espaciu-tiempu de Minkowski, namái que les derivaes parciales al respective de les coordenaes deben substituirse por derviadas coviarantes.

Electromagnetismu cuánticu[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Electrodinámica cuántica
Cuadru esplicativu de les 4 fuerces fundamentales.

El tratamientu que la física cuántica fai del electromagnetismu conocer col nome d'electrodinámica cuántica o QED. Nesta teoría'l campu ta acomuñáu a una partícula ensin masa denomada fotón, que les sos interacciones coles partícules cargaes son les causantes de tolos fenómenos del electromagnetismu.

Cuando nesta teoría introduz la interpretación de partícules, por aciu el formalismu del espaciu de Fock, la materia ye interpretada por estaos fermiónicos, ente qu'el mesmu campu electromagnético queda descritu por estaos de bosones gauge "portadores de la interacción", llamaos fotones.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. Landau & Lifshitz, 1992, pp. 86.

Bibliografía[editar | editar la fonte]








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