Hvad er elektromagnetisk fysik?
Elektromagnetisk fysik søger at forklare både samspillet mellem elektrisk ladede partikler og magnetiske fænomener. Mens oprindeligt antages at være separate, har elektriske og magnetiske felter vist sig at være relateret. Bortset fra gravitationseffekter styrer den elektromagnetiske kraft næsten alle naturlige interaktioner, der kan ses med det blotte øje. Hvorvidt elektromagnetisk fysik er fundamentalt relateret til andre fysiske områder, er et emne for løbende forskning.
Den britiske fysiker James Clerk Maxwell viste i 1873, at elektricitet og magnetisme var forbundet. Han demonstrerede ikke kun, hvordan ladede partikler interagerer med hinanden, men også hvordan bevægelige ladninger skaber magnetiske felter. Hans hypoteser er siden blevet udførligt bekræftet ved eksperiment. Siden da er elektromagnetisk fysik blevet betragtet som en enkelt teori; det er legemliggjort i et sæt af fire love kendt som Maxwells ligninger.
Der er fire grundlæggende kræfter i naturen - de elektromagnetiske, tyngdekraft, stærke nukleare og svage nukleare kræfter. Hver gælder over alle afstande i rummet, men ligesom alle videnskabelige felter har den elektromagnetiske kraft en rækkevidde, hvor den dominerer. På meget store skalaer, såsom med stjerner og galakser, dominerer tyngdekraften. Elektromagnetiske interaktioner forekommer stadig, men de er overvældede af tyngdekraften; på en måde er den elektromagnetiske fysik "druknet".
Ved ekstremt små skalaer, såsom inden for kerne i et enkelt atom, dominerer den stærke atomkraft. Det er den kraft, der er ansvarlig for at holde protoner inde i kernen, selvom den elektromagnetiske kraft har en tendens til at skubbe dem fra hinanden. Dette efterlader en mellemliggende skala, der stort set domineres af elektromagnetisk fysik.
Selvom den elektromagnetiske kraft interagerer med hver ladet partikel individuelt, er den samlet ansvarlig for større interaktioner. Når elektroner fra et atom blandes sammen med elektroner fra et andet, kan der dannes et molekyle. Molekyler kan være mere stabile end nogle individuelle atomer. Endvidere kan molekyler interagere med hinanden i en proces, der er grundlæggende styret af elektromagnetisk fysik. Disse molekylære udvekslinger er grundlaget for kemi.
Den seneste udvikling inden for fysik har antydet, at den elektromagnetiske kraft kan være relateret til de andre grundlæggende kræfter. Den svage atomkraft, der er ansvarlig for radioaktivt henfald, ser ud til at være meget forskellig fra den elektromagnetiske kraft under hverdagslige omstændigheder. Ved ekstremt høje temperaturer ser det imidlertid ud til, at de to forskellige kræfter smelter sammen i det, der kaldes elektrockstyrken. Endvidere ser de elektromagnetiske kræfter og tyngdekraften ud til at variere i rummet på samme måde. Muligheden for, at alle de grundlæggende kræfter er forbundet, som er blevet populariseret af den britiske fysiker Stephen Hawking og andre, kaldes Theory of Everything.