O que é física eletromagnética?

A física eletromagnética procura explicar tanto a interação de partículas eletricamente carregadas quanto os fenômenos magnéticos. Embora originalmente pensados ​​como separados, os campos elétrico e magnético demonstraram estar relacionados. Exceto pelos efeitos gravitacionais, a força eletromagnética governa quase todas as interações naturais observáveis ​​a olho nu. Se a física eletromagnética está fundamentalmente relacionada a outros campos da física é um tópico de pesquisa em andamento.

O físico britânico James Clerk Maxwell mostrou em 1873 que eletricidade e magnetismo estavam ligados. Ele demonstrou não apenas como partículas carregadas interagem umas com as outras, mas também como cargas móveis criam campos magnéticos. Suas hipóteses foram extensivamente confirmadas por experimentos. Desde então, a física eletromagnética tem sido pensada como uma única teoria; está incorporado em um conjunto de quatro leis conhecidas como equações de Maxwell.

Existem quatro forças fundamentais na natureza - as forças eletromagnética, gravitacional, nuclear forte e nuclear fraca. Cada um se aplica a todas as distâncias no espaço, mas, como todos os campos da ciência, a força eletromagnética tem um alcance no qual domina. Em escalas muito grandes, como com estrelas e galáxias, a gravidade domina. As interações eletromagnéticas ainda ocorrem, mas são sobrecarregadas pela força gravitacional; de certo modo, a física eletromagnética é "abafada".

Em escalas extremamente pequenas, como dentro do núcleo de um único átomo, a forte força nuclear domina. É a força responsável por manter os prótons dentro do núcleo, mesmo que a força eletromagnética tenda a separá-los. Isso deixa uma escala intermediária que é amplamente dominada pela física eletromagnética.

Embora a força eletromagnética interaja com cada partícula carregada individualmente, é coletivamente responsável por interações maiores. Quando elétrons de um átomo se misturam com os elétrons de outro, uma molécula pode se formar. As moléculas podem ser mais estáveis ​​do que alguns átomos individuais. Além disso, as moléculas podem interagir umas com as outras em um processo fundamentalmente governado pela física eletromagnética. Essas trocas moleculares são a base da química.

Desenvolvimentos recentes na física sugeriram que a força eletromagnética pode estar relacionada a outras forças fundamentais. A força nuclear fraca, responsável pelo decaimento radioativo, parece ser muito diferente da força eletromagnética nas circunstâncias cotidianas. Em temperaturas extremamente altas, no entanto, as duas forças distintas parecem se fundir no que é chamado de força eletrofraca. Além disso, as forças eletromagnéticas e gravitacionais parecem variar no espaço da mesma maneira. A possibilidade de que todas as forças fundamentais estejam relacionadas, popularizada pelo físico britânico Stephen Hawking e outros, é chamada de Teoria de Tudo.