Fuerzas Magnéticas

Magnetismo es una fuerza de atracción o repulsión que puedan tener entre dos sustancias. Estas sustancias, que pueden ser de origen natural o artificial, crean fuerzas magnéticas por medio de un proceso llamado imantación. Estas sustancias, que se pueden atraer o repeler, tienen la propiedad conocida como magnetismo; es así como se crean los conocidos imanes.

La fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.

En el estudio del magnetismo podemos encontrar varias características, pero entre ellas encontramos cuatro fuerzas que tiene gran importancia.

Podemos encontrar la fuerza electromagnética, la fuerza gravitatoria, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil.

* FUERZA ELECTROMAGNETICA

La fuerza electromagnética afecta a los cuerpos eléctricamente cargados, y es la fuerza involucrada en las transformaciones físicas y químicas de átomos y moléculas. Es mucho más intensa que la fuerza gravitatoria y su alcance es infinito.
El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

* FUERZA GRAVITATORIA

La gravitatoria es la fuerza de atracción que un trozo de materia ejerce sobre otro, y afecta a todos los cuerpos. Es una fuerza muy débil pero de alcance infinito.
La gravedad, denominada también fuerza gravitatoria, fuerza de gravedad, interacción gravitatoria o gravitación, es la fuerza teórica1 de atracción que experimentan entre sí los objetos con masa.
Tiene relación con la fuerza que se conoce como peso. El peso, que es familiar a todos, es la fuerza de gravedad que ejerce la masa de la Tierra, respecto cualquier objeto que esté en su entorno, por ejemplo, la masa del cuerpo humano. Se aprovecha esta fuerza para medir la masa de los objetos con bastante precisión, por medio de básculas de pesas. La precisión alcanzada al pesar se debe a que la fuerza de gravedad que existe entre la tierra y los objetos de su superficie es similar en cualquier lugar que esté a la misma distancia del centro terrestre, aunque esta disminuirá proporcionalmente si se alejan, tanto de la pesa como del objeto a pesar.

* FUERZA NUCLEAR FUERTE

La interacción nuclear fuerte es una de las cuatro "fuerzas" o interacciones fundamentales que el modelo estándar actual de la Física establece para explicar las interacciones entre las partículas conocidas.
Esta fuerza es la responsable de mantener unidos a los nucleones (protón y neutrón) que subsisten en el núcleo atómico, venciendo a la repulsión electromagnética entre los protones que poseen carga eléctrica del mismo signo (positiva) y haciendo que los neutrones, que no tienen carga eléctrica, permanezcan unidos entre sí y también a los protones.
Los efectos de esta fuerza de interacción sólo se aprecian a distancias muy pequeñas (menores a 1 fm), del tamaño de los núcleos atómicos y no se perciben a distancias mayores a 1fm. A esta característica se le conoce como ser de corto alcance, en contraposición con la fuerza gravitatoria o la fuerza electromagnética que son de largo alcance (realmente el alcance de estas dos es infinito).
La razón por la cual las cargas eléctricas dentro de un núcleo atómico no salen volando es que existe la fuerza nuclear fuerte que hace que los protones y los neutrones en el núcleo se atraigan.

La intensidad de esta fuerza es evidentemente mayor que la fuerza electromagnética. Sin embargo, existe una gran diferencia entre estas dos. La fuerza nuclear fuerte sólo puede actuar a distancias muy cortas (por ejemplo el radio de un núcleo), mientras que la interacción electromagnética tiene una distancia de acción infinita.
Si un núcleo atómico gana neutrones adicionales, por ejemplo bombardeándolo con un haz de neutrones, el núcleo cambia de forma y se hace más grande, pero llega un momento en que la fuerza nuclear fuerte no tiene el alcance suficiente para mantener al núcleo unido. Como resultado, el núcleo se parte en dos generando mucha energía.

* FUERZA NUCLEAR DÉBIL

La interacción débil, frecuentemente llamada fuerza débil o fuerza nuclear débil, es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. En el modelo estándar de la física de partículas, ésta se debe al intercambio de los bosones W y Z, que son muy fuertes. El efecto más familiar es el decaimiento beta (de los neutrones en el núcleo atómico) y la radiactividad. La palabra "débil" deriva del hecho que un campo de fuerzas es de 1013 veces menor que la interacción nuclear fuerte. Aun ésta interacción es más fuerte que la gravitación a cortas distancias.
Unos diez mil millones de veces más débil que la electromagnética y con un alcance aún menor que la interacción fuerte, esta fuerza la encontramos en los llamados fenómenos radiactivos de tipo beta, que no son otra cosa que desintegraciones de partículas y núcleos atómicos.
Para describir el fenómeno, hay que volver a referirse a los quarks. Recordemos que un protón consta de dos quarks arriba y uno abajo, pues bien, la interacción nuclear débil provoca que uno de los quarks arriba se convierta en un quark abajo, de forma que el protón se transformará en un neutrón.
Este acontecimiento, aparentemente tan extraño, se está dando continuamente en el interior de estrellas como el Sol, y es de esperar que se pueda reproducir algún día cercano para obtener energía barata y limpia mediante fusión nuclear. También podemos observarlo en otro conocido fenómeno, la degradación del Carbono 14, famoso por su utilización en la datación de fósiles.
La interacción nuclear débil, que se engendra mediante el intercambio de los bosones llamados W+, W- y Z0, restringe la materia estable a los consabidos protones y neutrones. Otras partículas más complejas se degradan inmediatamente por la actuación de esta fuerza.

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