James Clerk Maxwell

 Cuatro ecuaciones que explican el electromagnetismo

James Clerk Maxwell nació en Escocia en 1831. Desde pequeño, denotó grandes dotes en las ciencias y en la filosofía por lo que, fiel a sus capacidades como docente, su madre decidió explotar todo el potencial del niño desde casa. Así fue que, con tan solo 7 años, Maxwell ya había devorado algunas de las grandes obras de la literatura científica y naturalista. Sin embargo, la prematura muerte de su madre por un cáncer abdominal dejó al pequeño Maxwell sin una guía educacional.

La tutela del niño pasó a manos de su padre y de su tía, quienes lo apuntaron a la Academia de Edimburgo para que formalizara sus estudios y se formara en un centro de categoría. Pero, como era de esperar, su llegada no fue muy bien recibida por sus compañeros, quienes se burlaban de forma constante de la educación "doméstica" de Maxwell y de su acento propio del interior de Escocia. Sin embargo, esto nunca pareció entorpecer el camino del científico, quien dejó entrever una gran pasión por la geometría y las matemáticas, área en la que fue premiado por sus grandes dotes con solo 13 años.

Su trabajo sentó las bases para una revolución en la comprensión de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. La disciplina protagonista es el electromagnetismo, modeladora del comportamiento de los campos magnéticos y eléctricos de la Tierra, y la cual Maxwell consiguió domar a través del planteamiento de una teoría coherente y cuatro elegantes ecuaciones.

Para ello, Maxwell comprendió que las leyes de Ampère y Faraday eran realmente dos aspectos de un fenómeno más amplio: al introducir el concepto de campos eléctricos y magnéticos que varían con el tiempo, y formular las ecuaciones resultantes, Maxwell obtuvo una teoría unificada que, además de explicar esos fenómenos conocidos, lograba predecir la existencia de las ondas electromagnéticas, incluida la luz.

La primera de ellas es conocida como la Ley de Gauss para el Campo Eléctrico, y expresa, en grandes términos, la forma en la que las cargas eléctricas pueden llegar a generar campos eléctricos. Es decir, es una forma de expresar como la carga eléctrica interactúa con su entorno a través de la creación de campos eléctricos.

En segundo lugar, Maxwell estipuló la llamada Ley de Gauss para el Campo Magnético, la cual describe como es imposible que existan monopolos magnéticos, y que las líneas que forman un campo magnético deben ser siempre cerradas. En otras palabras, un objeto magnético debe tener siempre un polo norte, y uno sur: es imposible encontrar un imán con un único polo.

La tercera ley es la conocida como Ley de Faraday de la Inducción Electromagnética. A través de ella, Maxwell explica que siempre que haya un campo magnético en movimiento se inducirá una fuerza electromotriz, es decir, una especie de chispa eléctrica. Es como si, de alguna forma, el movimiento magnético generara electricidad.

Finalmente, en la cuarta ecuación, Maxwell nos traslada a un choque entre campos eléctricos y magnéticos. Es la Ley de Ampère-Maxwell y relaciona directamente la circulación de un campo eléctrico a lo largo de una curva cerrada con la velocidad de cambio de un campo magnético en el tiempo.