Según la física de partículas, toda fuerza fundamental tiene su partícula portadora de fuerza. Un fotón es una partícula portadora de fuerza de fuerza electromagnética, pero ¿cómo se transmite la fuerza cuando el hierro se acerca mecánicamente cuánticamente al imán?
¿Por qué un imán comienza a aplicar fuerza cuando se acerca al hierro, pero no aplica ninguna fuerza sobre ninguna otra sustancia?
¿Por qué los imanes se atraen y se repelen desde el punto de vista de la física cuántica y de partículas?
¿Y por qué se sienten atraídos por los objetos de hierro desde el punto de vista de la física cuántica?
En resumen, el tipo de magnetismo ( ferromagnetismo ) del que está hablando es causado por la alineación macroscópica de los momentos magnéticos de los electrones en el metal. Cuando un imán se acerca a otro imán, estos dipolos se acoplan y se atraen, si el otro material no es magnético, no se produce tal acoplamiento y no hay atracción. Algunos materiales son paramagnéticos, lo que significa que un campo magnético cercano puede inducir un dipolo opuesto (y atractivo) dentro de ellos.
Esta es solo otra rama de la interacción electromagnética, que está mediada por fotones.
Según la física de partículas, toda fuerza fundamental tiene su partícula portadora de fuerza. El fotón es una partícula portadora de fuerza de fuerza electromagnética, pero ¿cómo se transmite la fuerza cuando un hierro se acerca mecánicamente cuánticamente a un imán?
El mecanismo detallado está descrito por la muy compleja teoría Quantum ElectroDynamics (QED para abreviar).
Ahora busqué una explicación relativamente simple o una descripción general de esto y no encontré nada que me gustara (o que sintiera que sería feliz). Sin embargo, encontré este breve segmento de una entrevista con Richard Feynman (quien fue uno de los desarrolladores clave de QED) sobre esta pregunta y por qué es tan difícil de explicar a un no experto . Vale la pena decir que si este tipo no puede explicarlo de manera simple, ni siquiera lo intentaría: sabía más sobre esto que yo y era mucho mejor para explicárselo a los no expertos. La versión corta es que es difícil explicárselo a la gente porque no hay un conocimiento cotidiano de sentido común que puedan relacionar con QED.
Este video puede darle una idea de lo que está pasando con el magnetismo y es lo más cercano que pude encontrar que intenta explicar las cosas sin enterrar a alguien en varios volúmenes grandes de matemáticas complejas.
¿Por qué el imán comienza a aplicar fuerza cuando se acerca al hierro pero no aplica ninguna fuerza sobre ninguna otra sustancia?
Siempre hay un campo electromagnético, es simplemente que algunas sustancias interactúan menos con él que otras. Algunos no tienen o prácticamente no interactúan con los campos EM, mientras que otros sí.
Solo una descripción clásica del magnetismo es bastante complicada y puede comenzar aquí en WIkipedia .
El comportamiento de, por ejemplo, una brújula cerca del hierro se puede describir utilizando las teorías clásicas del magnetismo sin necesidad de profundizar en la teoría cuántica.
¿Por qué los imanes se atraen y se repelen desde el punto de vista de la física cuántica y de partículas?
Nuevamente, esta es la teoría muy compleja de QED y no es práctico tratar de explicarla en una respuesta breve como esta.
¿Y por qué se sienten atraídos por los objetos de hierro desde el punto de vista de la física cuántica?
Nuevamente, es simplemente que el siempre presente campo EM tiene una interacción más fuerte con algunos materiales que con otros.
Anuj Mishra
Anuj Mishra
Emilio Pisanty