Una de imanes

Hoy, al ver el vídeo El magnetismo NO EXISTE, hemos sentido que nuestro  trabajo era más urgente que nunca. Es otro vídeo del popular canal de youtube de Javier Santaolalla Date un Vlog en el que se pretende explicar qué es el magnetismo en realidad y en él, en resumen, se dice que el campo magnético lo producen siempre cargas en movimiento.

 En el ejemplo que explica con más detenimiento, que es el de una corriente eléctrica en un conductor rectilíneo, se viene a decir que es un efecto relativista que desaparece cuando la velocidad relativa entre el observador y las cargas del conductor es cero. La conclusión que saca es que, en realidad, el magnetismo no existe (así titula el vídeo). Hay que intentar interpretar qué quiere decir en realidad con esto, pero del ejemplo parece deducirse que siempre se puede hacer desaparecer un campo magnético moviéndonos con respecto a los conductores de tal manera que nos parezca que no hay corriente eléctrica, con lo cual el magnetismo no es más que un efecto relativista causado por el movimiento del observador, pero no algo intrínseco. En sus propias palabras (minuto 3:26 "Así que el magnetismo no es más que un efecto de la fuerza eléctrica debido a la relatividad").

Esto es falso, como vamos a demostrar de varias maneras diferentes.

  1. El caso que discute, de un conductor rectilíneo, no deja de ser una idealización, porque no existen conductores así. Pueden ser rectilíneos en una zona, pero no en todas partes porque el circuito ha de cerrarse. Además de simplemente obvio, es algo que está contenido en las leyes de Maxwell como conservación de la carga. Pero, entonces, es imposible moverse de tal manera que la corriente eléctrica le parezca cero al observador en todas las partes de un circuito, con lo que es imposible anular el campo magnético en todas partes. La discusión es completamente análoga a la que se haría con la gravedad: el principio de Equivalencia dice que se puede anular la gravedad localmente en el sistema de referencia adecuado, pero no en todas partes ni todo el tiempo, porque, si no, estaríamos grabando un vídeo con el título "La gravedad NO EXISTE".
  2. Otra manera de verlo usando la relatividad especial es la siguiente: lo que explica Santaolalla sobre las corrientes y qué pasa cuando el observador se mueve con respecto a un conductor es, técnicamente, cómo se transforma el cuadrivector de corriente eléctrica que describe las fuentes del campo electromagnético en las ecuaciones de Maxwell .Una de las componentes de este cuadrivector, describe la densidad de carga eléctrica y las otras tres la dirección e intensidad de la corriente eléctrica por unidad de volumen y tiempo. Las transformaciones relativistas mezclan las componentes, de manera que, si empezamos con densidad de carga cero y una cierta corriente eléctrica, en general en otro sistema de referencia mediremos una densidad de carga distinta de cero. Santaolalla explica esto en términos de contracción de Fitzgerald para cargas de un tipo. Pero su conclusión parece ser que así se puede hacer desaparecer toda la corriente... Pero, en realidad, aunque las transformaciones de Lorentz mezclan las componentes de los cuadrivectores y pueden hacer cero unas componentes y distintas de cero a otras, no pueden hacer esto de manera arbitraria y respetan el valor absoluto de los cuadrivectores, que, en este caso, corresponde al cuadrado de la primera componente (densidad de carga) menos el módulo del vector de corriente eléctrica de tres componentes. Este objeto no cambia de valor al cambiar de sistema de referencia: es lo que se conoce como un "invariante de Lorentz". En particular, si es negativo en un sistema de referencia porque sólo hay corriente y no hay densidad neta de carga, será negativo en cualquier otro, con lo que nunca la densidad de carga que se observe será mayor que el módulo del vector de corriente, que no se puede anular nunca... Razonando de la misma manera se puede ver que si en un sistema de referencia tenemos densidad decarga pero no de corriente, en los demás sistemas de referencia se puede tener corriente, pero nunca se puede dejar de tener densidad de carga.
  3. El mismo argumento se puede utilizar directamente con los campos eléctrico y magnético. Hay un invariante de Lorentz que se puede construir con los dos y que es igual al módulo del campo magnético al cuadrado menos el módulo del vector del campo eléctrico al cuadrado. (Viene a ser el cuadrado del tensor de intensidad de campo de Faraday). Si en un sistema es positivo, porque sólo hay campo magnético, seguirá siendo positivo en cualquier otro. Así, aunque aparezca una campo eléctrico por efecto del movimiento del observador, nunca puede desaparecer el campo magnético. 
Para rematar la faena, al  final, en el minuto 3:47, dice "¿Y el magnetismo natural, el de la piedra?" (como si hubiese uno natural y otro artificial) "Las partículas en los átomos se pueden ver como pequeños imanes en movimiento, así que no deja de ser fruto de lo mismo: electricidad en movimiento."
Hay dos posibilidades:
  1. En realidad quería decir que las partículas se pueden ver como cargas en movimiento y que es ese movimiento el que genera el campo magnético. Pero la realidad es que las partículas del átomo sí se comportan como pequeños imanes; tienen momento dipolar magnético . El de los electrones está asociado a su espín (segunda acepción). Pero el spín es otro invariante relativista de los que caracterizan a las partículas. Nos movamos lo que nos movamos, veremos siempre a un electrón con el mismo espín. Y el espín de una partícula elemental no tiene nada que ver con que gire sobre si misma tampoco, porque algo sin estructura no puede girar. Por eso se habla de momento angular intrínseco. Además, si girase, podríamos esperar encontrarla en diversos estados de giro, y el electrón no tiene más que un espín.
  2. Quería decir lo que dice, pero no explica el origen de esos imanes de que habla... Con lo que sigue sin explicar el magnetismo  en función del campo eléctrico.
La conclusión de este vídeo es completamente errónea e induce al error. Quizá simplemente debería de retirarlo.


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