Interacción electromagnetica

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A interacción electromagnetica ye a interacción que ocurre entre as particulas con carga electrica. Dende un punto de vista macroscopico y fixau un observador, gosa deseparar-se en dos tipos d'interacción, a interacción electrostatica, que actúa sobre cuerpos cargaus en reposo respective a o observador, y a interacción magnetica, que actúa solament sobre cargas en movimiento respective a o observador.

Electromagnetismo clasico

En a descripción de l'electromagnetismo antes d'a suya formulación relativista, o campo electromagnetico se describiba como una interacción en a cual as partíclas cargadas en función d'a suya carga y estau de movimiento creyaban un campo electrico (E) y un campo magnetico (B) que, chuntos, yeran responsables d'a fuerza de Lorentz. Maxwell prebó que campos podeban estar derivaus d'un potencial escalar (Φ) y un potencial vector (A2) daus por as ecuacions:

Sin dembargo, ista formulación no yera explicitament covariant como requiere a formulación que fa a teoría d'a relatividat.

En a formulación explicitament covariant o campo electromagnetico clasicament se tracta como un campo de Yang-Mills sin masa y derivau d'un cuadrivector de potencial. Mas concretament o campo electromagnetico ye una 2-forma exacta definita sobre o espacio-tiempo. O cuadrivector potencial ye una 1-forma que a suya diferencial exterior ye, precisament, o campo electromagnetico.

As particulas fundamentals interactúan electromagneticament por meyo de l'intercambeo de fotones entre particulas cargatas. A electrodinamica cuantica proporciona a descripción cuantica d'ista interacción, que puet estar unificata con a interacción nuclear feble seguntes o modelo electrodébil.

Electromagnetismo relativista

En a Teoría d'a Relatividat Especial a interacción electromagnetica se caracteriza por un (cuadri)tensor de segundo orden, clamau tensor campo electromagnetico:

Iste tensor campo electromagnetico satisfa as ecuacions de Maxwell que en notación tensorial (y sistema cgs) s'escriben a sobén:

Istas ecuacions pueden escribir-se de traza mas compacta usando a derivada exterior y o operador dual de Hodge de forma muit elegant como:

De feito dada a forma d'as ecuacions anteriors, si o dominio sobre o cual s'extendilla o campo electromagnetico ye simplament conexo (estrellato) o campo electromagnetico puede expresar-se como a derivata exterior d'un cuadrivector clamau potencial vector, relacionau con os potencials de l'electromagnetismo clasico d'a siguient traza:

A on:

, ye o potencial electroestático.$\phi \;$

, ye o potencial vector clasico.$\mathbf {A}$

Ista substitución facilita muito a resolución de ditas ecuacions, a relación entre o cuadrivector potencial y o tensor de campo electromanetico resulta estar:

O feito que a interacción electromagnetica pueda representar-se por un (cuadri)vector que define completament o campo electromanetico (siempre que o dominio sía estrellato) ye a razón por a cual s'afirma en o tractamiento moderno que a interacción electromagnetica ye un campo vectorial (y por o que en o tractamiento cuantico se diz que ye representato por bosones vectorials).

En relatividat cheneral o tractamiento d'o campo electromagnetico en un espacio-tiempo curvo ye pareixito a o presentato aquí ta o espacio de Minkowski, solament que as derivatas parcials respecte a las coordenadas han de substituirse por derviadas coviarantes.

Bibliografía

• Landau, L. D. & Lifshitz (1992). The Classical Theory of Fields (Course of Theoretical Physics: Volume 2). Reverté. ISBN 84-291-4082-4. 

Vinclos externos

• (ca) Interacción electromagnetica.

• Datos: Q849919