X. EL CAMPO MAGN�TICO

CUANDO una carga se mueve frente a un alambre cargado, la densidad de carga positiva en el alambre ya no es igual a la densidad de las part�culas negativas. En efecto, la distancia entre iones positivos se contrae de manera diferente a la forma en que lo hace la distancia entre los electrones, y la densidad de carga cambia, todo ello visto desde la carga testigo. �sta siente, pues, una fuerza el�ctrica causada por la contracci�n de Lorentz. Resumimos lo anterior diciendo que una corriente el�ctrica origina un nuevo tipo de campo, el campo magn�tico, que act�a sobre cargas que se mueven en la vecindad de las corrientes, produciendo una fuerza, la fuerza magn�tica. Tal y como hicimos con el campo el�ctrico, podemos dibujar el campo magn�tico. En la Figura 12 se ven las l�neas de campo magn�tico producidas por un alambre recto con corriente. En el caso magn�tico, a diferencia del el�ctrico, la fuerza sobre una part�cula testigo que se mueve es perpendicular a las l�neas del campo, como tambi�n se indica en la figura.

Figura 12. Las l�neas de campo magn�tico que circundan un alambre recto que conduce corriente.

Si en la teor�a de la relatividad dejamos que la velocidad de la luz tome un valor grand�simo, casi infinito, volvemos a la mec�nica de Newton. El tiempo absoluto recobra su lugar en la descripci�n f�sica y la contracci�n de Lorentz es peque��sima, despreciable para todo prop�sito pr�ctico. El principio de relatividad a la Einstein se vuelve el de Galileo y los efectos relativistas son min�sculos. Como la velocidad de la luz es enorme, en nuestra vida diaria aparenta ser infinita. De ah� que un habitante com�n y corriente no se percate de la relatividad en su vida cotidiana.

Seg�n vimos, los efectos magn�ticos tienen su origen en la contracci�n de Lorentz y son, por tanto, de car�cter relativista. �Por qu�, entonces, podemos usar en nuestro mundo los campos magn�ticos, como lo hacemos al orientarnos usando una br�jula o al utilizar el giro de un motor el�ctrico? Parece que contradecimos lo que justo acabamos de decir en el p�rrafo anterior: el campo magn�tico es un efecto relativista y �stos no se sienten en la vida diaria; no obstante, todos hemos jugado alguna vez con un im�n. La raz�n es simple, y radica en la neutralidad de la materia. La peque�a interacci�n magn�tica se deja sentir porque la que ser�a una acci�n much�simo mayor del campo el�ctrico no existe, pues la materia es neutra el�ctricamente. Si, por ejemplo, en los alambres del experimento hubiera un solo tipo de cargas, y no dos con signos opuestos que se neutralicen como ocurre en la naturaleza, �los alambres se repeler�an con una fuerza el�ctrica 10²⁰ veces mayor que la magn�tica! Pero el caso es que la materia es neutra y los efectos magn�ticos son perceptibles.

El campo magn�tico tiene propiedades diferentes al el�ctrico. Este se crea por la presencia de una carga el�ctrica; aqu�l s�lo existe cuando hay una corriente el�ctrica, es decir, cargas en movimiento. Lo anterior se refleja en la distinta naturaleza de las l�neas de uno y otro campo. Si comparamos las del campo el�ctrico, como aquellas que se ven en la Figura 7, con las del campo magn�tico, como se muestran en la Figura 12, vemos que en las primeras existen puntos de convergencia donde todo se origina, mientras que las del campo magn�tico no tienen principio ni fin. En un caso existe la fuente del campo —que es la carga el�ctrica— y en el otro no: el an�logo de esta fuente no se ha encontrado.

El monopolo magn�tico no es necesario para explicar lo que sabemos de las propiedades el�ctricas y magn�ticas de la materia. Pero si existiera, las l�neas de campo producidas por la carga magn�tica ser�an como se indican en la Figura 13, que en su parte a muestra el campo magn�tico producido por un monopolo en reposo, y en su parte b, el campo el�ctrico que genera el monopolo al moverse. Las palabras "el�ctrico" y "magn�tico" se intercambian al pensar en el monopolo magn�tico en vez de la carga el�ctrica, y la total simetr�a en nuestra imagen de los fen�menos electromagn�ticos quedar�a a salvo.

Figura 13. Un monopolo magn�tico, de existir, producir�a un campo magn�tico como el que se ve en la parte a; al moverse, el monopolo estar�a rodeado por un campo el�ctrico semejante al que se muestra en la parte b de esta figura.