Fuerza electromagnética

Hoy os quiero hablar un poco de otra de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, la fuerza electromagnética.

La fuerza electromagnética es aquella que ocurre entre partículas con carga eléctrica. Como todo tipo de fuerza, depende desde que punto de vista nos fijemos tendremos un concepto diferente de dicha fuerza. No es lo mismo verla macroscopicamente que verla a nivel atómico o a nivel cuántico. Aunque se rige por las mismas ecuaciones, los cálculos que realizaremos serán diferentes.

Así, a tamaño “estándar” tenemos el electromagnetismo clásico cuyo máximo exponente es Maxwell y sus ecuaciones de Maxwell que son un compendio de diversas otras leyes de otros autores como Gauss, Faraday y Ampere. Todo un clásico… diferencial.

A nivel atómico, consideramos las ecuaciones electromagnéticas relativistas, que son las interacciones existentes a velocidades cercanas a la luz (por eso son relativistas) y que, como todo a nivel relativista se desarrollan a través de un tensor que nos da el campo electromagnético. Muy chulo.

Y el que nos importa como fuerza fundamental, es el que existe a nivel cuántico. La fuerza electromagnética a nivel cuántico se conoce como electrodinámica cuántica.

La electrodinámica cuántica, aunque parezca mentira, se basa solo en una única partícula, el fotón, y nos cuenta como interacciones con el resto de partículas fundamentales (fermiones) con carga eléctrica. La forma en que calculamos las interacciones se basa en ecuaciones de onda de cada una de las partículas fundamentales (recordad fermiones) y como son modificadas dichas ecuaciones por esta fuerza.

Dicho asi, de forma muy poco precisa, puede sonar a chino pero no es muy complicado ya que lo único que hay son, matemáticamente hablando y sin entrar mucho en los grupos de gauge (espacios topológicos y aplicaciones sobreyectivas, dicese inyectivas y biyectiva, con proyecciones… algo así como tener un espacio topológico de base con otros espacios topológicos asociados a los cuales podemos pasar a través de una aplicación), nos indica cuales son las ecuaciones de onda permitidas y las modificaciones que las podemos hacer.

Y ahora que lo releo, suena igual de complicado, pero simplificandolo más, solo nos indica que interacciones puede y cuales no puede haber, simplemente.

El caso, es que, como os he puesto en la imagen de cabecera, la forma más simple y sencilla de entenderla es gracias a los diagramas de Feynman que nos ayudan a entender estas posibles interacciones con un simple vistazo, indicando que energía pasa a que elemento y como cuando un fotón golpea a una partícula fundamental determinada y que la pasa a esta partícula.

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