{"id":6793,"date":"2016-11-05T07:45:30","date_gmt":"2016-11-05T06:45:30","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ua.es\/fisicateleco\/?p=6793"},"modified":"2018-04-14T14:17:42","modified_gmt":"2018-04-14T13:17:42","slug":"james-clerk-maxwell","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ua.es\/fisicateleco\/2016\/11\/05\/james-clerk-maxwell\/","title":{"rendered":"James Clerk Maxwell, \u00abel hombre que cambi\u00f3 el mundo para siempre\u00bb"},"content":{"rendered":"

\u201cSi he logrado ver m\u00e1s lejos es porque he subido a hombros de gigantes\u201d<\/strong>\u00a0escribi\u00f3\u00a0Isaac Newton<\/strong>\u00a0a su rival Robert Hooke en 1676. Doscientos cincuenta a\u00f1os despu\u00e9s,\u00a0durante una de las visitas que\u00a0Albert Einstein<\/strong>\u00a0realiz\u00f3 a Cambridge (Inglaterra), alguien le se\u00f1al\u00f3\u00a0que \u00e9l hab\u00eda llegado tan lejos porque se hab\u00eda subido a hombros de Newton.<\/p>\n

Einstein le replic\u00f3 tajante:<\/strong><\/span><\/p>\n

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Eso no es cierto, estoy\u00a0subido a hombros de Maxwell \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0<\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

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Albert Einstein tocando el viol\u00edn en su casa del n\u00famero 5 de Haberlandstrasse, Berl\u00edn \u2013 Leo Baeck Institute de Nueva York<\/p><\/div>\n

En 1865\u00a0Maxwell public\u00f3 el art\u00edculo titulado\u00a0A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field<\/a><\/em>\u00a0(Una teor\u00eda din\u00e1mica del campo electromagn\u00e9tico), del que previamente hab\u00eda enviado un breve resumen del mismo a la\u00a0Royal Society<\/em>\u00a0el 27 de octubre de 1864. Una primera versi\u00f3n del trabajo fue le\u00edda por Maxwell ante esta sociedad el 8 de diciembre de ese a\u00f1o, evidentemente ni con la extensi\u00f3n ni con el contenido que luego tendr\u00eda el art\u00edculo definitivo. Una vez Maxwell concluy\u00f3 el art\u00edculo, lo remiti\u00f3 el 23 de marzo de 1865 a\u00a0George Stokes<\/a>, Secretario de Ciencias F\u00edsicas de la\u00a0Royal Society<\/em>, y tras varias revisiones fue aceptado el\u00a015 de junio de 1865\u00a0<\/strong>para su publicaci\u00f3n en\u00a0Philosophical Transactions of the Royal Society<\/em>\u00a0y enviado el\u00a016 de junio de 1865\u00a0<\/strong>a la imprenta de\u00a0Taylor & Francis<\/em>. Este art\u00edculo\u00a0<\/span>se ha convertido por m\u00e9ritos propios en uno de los m\u00e1s importante de la historia de la f\u00edsica al contener las ecuaciones del campo electromagn\u00e9tico (conocidas como \u201cecuaciones de Maxwell\u201d) y la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de la luz. Pero eso no era todo, en una de las\u00a0haza\u00f1as m\u00e1s grandes del pensamiento humano<\/strong>, Maxwell predijo la existencia de las ondas electromagn\u00e9ticas propag\u00e1ndose a la velocidad de la luz y adem\u00e1s concluy\u00f3 que la luz era una onda electromagn\u00e9tica. En el propio art\u00edculo Maxwell con la modestia que le caracterizaba afirmaba:<\/p>\n

\u201c\u2026 parece que tenemos razones de peso para concluir que la propia luz (incluyendo el calor radiante y otras radiaciones si las hay) es una perturbaci\u00f3n electromagn\u00e9tica en forma de ondas que se propagan seg\u00fan las leyes del electromagnetismo.\u201d<\/em><\/p>\n

No estaba equivocado.<\/p>\n

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Estatua de James Clerk Maxwell en Edimburgo en la que puede verse sujetando uno de sus discos de color y acompa\u00f1ado de su perro Toby \/ Cr\u00e9ditos: A. Bel\u00e9ndez<\/p><\/div>\n

James Clerk Maxwell<\/span><\/strong><\/h3>\n

James Clerk Maxwell es uno de los cient\u00edficos m\u00e1s importantes de la historia de la ciencia. Jos\u00e9 Manuel S\u00e1nchez Ron, catedr\u00e1tico de Historia de la Ciencia y acad\u00e9mico de la lengua, en la nota preliminar\u00a0de su\u00a0edici\u00f3n y traducci\u00f3n del libro de Maxwell\u00a0Materia y Movimiento<\/a>\u00a0se\u00f1ala que\u00a0no es posible comprender el siglo XIX \u23afuna centuria esencial para nosotros\u23af sin tener en cuenta a figuras como Darwin, Lyell, Pasteur o Faraday, pero mucho menos a\u00fan sin recordar a Maxwell, que nos dej\u00f3 la teor\u00eda del campo electromagn\u00e9tico, una de las creaciones cient\u00edficas m\u00e1s originales e importantes que se han hecho jam\u00e1s. Maxwell es adem\u00e1s uno de los\u00a0grandes<\/em>\u00a0de la historia de la f\u00edsica, junto con Newton y Einstein, quiz\u00e1s los dos \u00fanicos que le preceder\u00edan si se hiciera una\u00a0escala de excelencia cient\u00edfica<\/em>.<\/p>\n

Maxwell naci\u00f3 el\u00a013 de junio de 1831<\/strong>\u00a0en Edimburgo en el seno de una familia acomodada y falleci\u00f3 en Cambridge el 5 de\u00a0noviembre de 1879<\/strong> a los 48 a\u00f1os de edad. Su vida transcurri\u00f3 durante la consolidaci\u00f3n de la revoluci\u00f3n industrial en Gran Breta\u00f1a, en la era victoriana, en pleno auge del Imperio Brit\u00e1nico. Antes de seguir me gustar\u00eda hacer un breve inciso. Al leer\u00a0James Clerk Maxwell<\/em>\u00a0probablemente pensamos que su nombre es compuesto,\u00a0James Clerk<\/em>, y su apellido es\u00a0Maxwell<\/em>. Sin embargo, realmente su primer apellido no era\u00a0Maxwell<\/em>, sino\u00a0Clerk<\/em>\u00a0y adem\u00e1s el apellido de su madre era Cay. Lo que sucede es que su bisabuelo George Clerk se cas\u00f3 con una prima suya, Dorothea, cuya madre se llamaba Agnes Maxwell, y al heredar las fincas de la familia Maxwell, y por temas legales, a\u00f1adi\u00f3\u00a0Maxwell<\/em>\u00a0a su primer apellido\u00a0Clerk<\/em>, quedando su apellido desde entonces como\u00a0Clerk Maxwell<\/em>. En conclusi\u00f3n, resulta que\u00a0las ecuaciones del electromagnetismo llevan el nombre del primer apellido de una tatarabuela de Maxwell<\/strong>.<\/p>\n

Su padre,\u00a0John Clerk<\/strong>, era abogado de formaci\u00f3n, pero estaba muy interesado en la tecnolog\u00eda y es a su madre,\u00a0Frances Cay<\/strong>, a la que debe sus primeras ense\u00f1anzas hasta sus ocho a\u00f1os de edad, momento en el que ella fallece a causa del c\u00e1ncer. Tras tres a\u00f1os m\u00e1s recibiendo educaci\u00f3n privada en la finca familiar de Glenlair, con 11 a\u00f1os fue enviado a la Academia de Edimburgo. Cuando en tercer curso empezaron las lecciones de matem\u00e1ticas, Maxwell pronto asombr\u00f3 a todos por su gran maestr\u00eda con la geometr\u00eda. En esa \u00e9poca tambi\u00e9n empez\u00f3 a escribir versos de cualquier tema y adem\u00e1s con impecable ritmo y m\u00e9trica. Maxwell sigui\u00f3 escribiendo poemas hasta su muerte e incluso lleg\u00f3 a plantear problemas de f\u00edsica en verso. En 1847 entr\u00f3 en la Universidad de Edimburgo en la que fue autorizado a utilizar algunos aparatos de laboratorio en sus horas libres. En 1846, y con tan solo 15 a\u00f1os, Maxwell presenta su primer trabajo cient\u00edfico en 1846,\u00a0Sobre la descripci\u00f3n de los \u00f3valos y las curvas con multiplicidad de focos<\/em>\u00a0en la Royal Society de Edimburgo que fue le\u00eddo por su profesor y tutor James Forbes porque\u00a0\u201cno se consideraba propio que un muchacho en blusa subiera a la tribuna\u201d<\/em>.<\/p>\n

Maxwell fue gran amigo de los tambi\u00e9n f\u00edsicos\u00a0William Thomson<\/a>\u00a0<\/strong>(1824-1907),\u00a0posteriormente Lord Kelvin, y\u00a0Peter Tait\u00a0<\/a><\/strong>(1831-1901).\u00a0Maxwell y Tait se hicieron amigos en la Academia de Edimburgo cuando eran unos adolescentes. Los tres mantuvieron frecuentes intercambios epistolares sobre sus investigaciones. Thomson y Tait firmaban a veces sus cartas como T y T’ y Maxwell como dp\/dt, pues en uno de los libros de Tait una expresi\u00f3n de la segunda ley de la termodin\u00e1mica era dp\/dt = JCM, precisamente las iniciales de James Clerk Maxwell.\u00a0Ten\u00edan otros muchos c\u00f3digos, como H para\u00a0William Hamilton<\/a><\/strong>\u00a0(1788-1856),\u00a0profesor de Maxwell y Tait en Edimburgo (y que no debe confundirse con f\u00edsico y matem\u00e1tico irland\u00e9s Willian Rowan Hamilton), o H2\u00a0para el f\u00edsico alem\u00e1n\u00a0Hermann Helmholtz<\/a><\/strong>\u00a0(1821-1894).\u00a0Otro s\u00edmbolo que utilizaban a menudo en sus cartas era T” para referirse al f\u00edsico irland\u00e9s\u00a0John Tyndall<\/a><\/strong>\u00a0(1820-1893).\u00a0Tait, que despreciaba a Tyndall, explic\u00f3 que T\u201d realmente designaba una \u201ccantidad de segundo orden\u201d, alguien insignificante. En la siguiente imagen podemos ver los primeros versos del poema\u00a0A Lecture of Thomson’s Galvanometer<\/em>\u00a0escrito por Maxwell\u00a0el 16 de mayo de 1872\u00a0y que firma como dp\/dt.<\/p>\n

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Poema de Maxwell que firma como dp\/dt \/ Cr\u00e9ditos: National Library of Scotland<\/p><\/div>\n

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Tras estudiar tres cursos de una carrera de cuatro, dej\u00f3 Edimburgo para marchar a la Universidad de Cambridge, el centro m\u00e1s influyente de la F\u00edsica en aquella \u00e9poca. En Cambridge Maxwell fue admitido en el\u00a0Trinity College<\/em>, uno de los m\u00e1s prestigiosos. Para los estudiantes con inclinaciones cient\u00edficas y gran habilidad con las matem\u00e1ticas, la Universidad de Cambridge pose\u00eda el atractivo de un sistema de ex\u00e1menes muy duro introducido en 1730 y conocido desde 1824 como\u00a0T<\/em>ripos Matem\u00e1tico<\/em><\/a>. Se llamaba\u00a0Tripos<\/em>\u00a0por el taburete de tres patas en el que originariamente se sentaban los estudiantes para examinarse. Los ex\u00e1menes del\u00a0Tripos<\/em>\u00a0ten\u00edan lugar en enero, tras tres a\u00f1os y un trimestre de formaci\u00f3n, en un majestuoso edificio barroco con grandes ventanales y sin calefacci\u00f3n conocido como la casa del senado. Podemos imaginar el fr\u00edo y la humedad que pasar\u00edan los examinandos. En el\u00a0Tripos<\/em>\u00a0predominaban las preguntas de matem\u00e1tica aplicada y f\u00edsica te\u00f3rica. En 1854, a\u00f1o en el que se examin\u00f3 Maxwell del\u00a0Tripos<\/em>, \u00e9ste\u00a0consisti\u00f3 en 16 ex\u00e1menes distribuidos en 8 d\u00edas, con una duraci\u00f3n de 44 horas y media y un total de 211 preguntas. Los problemas que se planteaban no eran desde luego nada triviales y en ocasiones los profesores propon\u00edan problemas que no siempre sab\u00edan resolver a la espera de que alg\u00fan alumno brillante lo consiguiera. El estudiante que obten\u00eda la mayor calificaci\u00f3n en el\u00a0Tripos<\/em>\u00a0era el\u00a0senior wrangler<\/a><\/em>, el segundo\u00a0second wrangler<\/em>\u00a0y as\u00ed sucesivamente. Llegar a\u00a0senior wrangler<\/em>\u00a0era un honor nacional. Sin embargo, y a pesar de su gran capacidad para la f\u00edsica y las matem\u00e1ticas, Maxwell no consigui\u00f3 el primer puesto del\u00a0Tripos<\/em>\u00a0cuando se examin\u00f3 en 1854, sino que fue\u00a0second wrangler<\/em>, detr\u00e1s de\u00a0Edward Routh<\/a><\/strong>\u00a0(1831-1907). Los mejores\u00a0wranglers<\/em>\u00a0del\u00a0Tripos\u00a0<\/em>de cada a\u00f1o se examinaban de nuevo en el mes de\u00a0febrero para optar al Premio Smith. Esta vez los puestos se intercambiaron, en la convocatoria del\u00a0Premio Smith<\/strong><\/a>\u00a0de 1854 fue primero James Clerk Maxwell y segundo Edward Routh. El examen de ese a\u00f1o lo puso Georges Stokes que ya ocupaba por aquel entonces la\u00a0C\u00e1tedra Lucasiana de Matem\u00e1ticas<\/a>\u00a0de la Universidad de Cambridge (c\u00e1tedra que, por cierto, tambi\u00e9n han ocupado\u00a0Isaac Newton<\/a>,\u00a0Paul Dirac<\/a>\u00a0y\u00a0Stephen Hawking<\/a>, entre otros). La\u00a0pregunta N\u00ba 8 del examen<\/a>\u00a0era la demostraci\u00f3n del\u00a0Teorema de Stokes<\/a>. Tambi\u00e9n se preguntaba la explicaci\u00f3n de\u00a0diversas formas de determinar la masa de la Luna.<\/p>\n

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Maxwell con alrededor de 30 a\u00f1os. Cr\u00e9ditos: James Clerk Maxwell Foundation<\/p><\/div>\n

En la Universidad de Cambridge tan prestigioso como ganar en el\u00a0Tripos<\/em>, era alzarse con el\u00a0Premio Adams<\/a><\/strong>. Este Premio, que todav\u00eda hoy existe, se cre\u00f3 en 1848 y debe su nombre al astr\u00f3nomo\u00a0John Couch Adams<\/a><\/strong>\u00a0(1819-1892) que predijo la existencia del planeta Neptuno bas\u00e1ndose s\u00f3lo en c\u00e1lculos matem\u00e1ticos. El premio se concede cada dos a\u00f1os al mejor trabajo sobre un tema propuesto por un comit\u00e9. El del a\u00f1o 1857 ten\u00eda por t\u00edtulo\u00a0El movimiento de los anillos de Saturno<\/em>. Maxwell se present\u00f3 a dicho premio y tras dos a\u00f1os de trabajo lo gan\u00f3 en 1859 con el trabajo titulado\u00a0Sobre la estabilidad del movimiento de los anillos de Saturno<\/a><\/em>\u00a0en el que demostr\u00f3 matem\u00e1ticamente que la \u00fanica estructura que puede explicar dicha estabilidad era que estuviesen constituidos por un enjambre de part\u00edculas desconectadas. El trabajo de Maxwell no s\u00f3lo gan\u00f3 el Premio Adams sino tambi\u00e9n el elogio de toda la comunidad cient\u00edfica.\u00a0George Airy\u00a0<\/a><\/strong>(1801-1892),\u00a0Astr\u00f3nomo de la Casa Real Brit\u00e1nica, lo calific\u00f3 como\u00a0\u201cuna aplicaci\u00f3n notabil\u00edsima de las matem\u00e1ticas\u201d<\/em>.<\/p>\n

Tras graduarse en Cambridge, e influenciado por su antiguo profesor\u00a0James Forbes<\/strong><\/a>\u00a0(1809-1868), sus primeras investigaciones fueron sobre temas relacionados con la luz, en particular con la\u00a0teor\u00eda del color<\/strong>. Para llevarlas a cabo utiliz\u00f3 un disco giratorio con sectores de distintos colores, que \u00e9l mismo iba modificando. Maxwell eligi\u00f3 como colores primarios: rojo, verde y azul e introdujo los\u00a0tri\u00e1ngulos de Maxwell<\/strong>\u00a0para caracterizar el color situando estos tres colores primarios en los v\u00e9rtices del tri\u00e1ngulo. As\u00ed funcionan\u00a0los\u00a0sistemas RGB<\/a>\u00a0de\u00a0s\u00edntesis aditiva de colores<\/a>, cuyo padre fue Maxwell.<\/p>\n

En 1856, y tras pasar un par de a\u00f1os m\u00e1s en Cambridge, Maxwell gan\u00f3 la c\u00e1tedra de filosof\u00eda natural del Marischal College de Aberdeen en Escocia. All\u00ed contrajo matrimonio en 1858 con Katherine Mary Devar, hija del\u00a0principal<\/em>\u00a0del\u00a0college<\/em>. No tuvieron hijos.\u00a0En 1860 dej\u00f3 su c\u00e1tedra de Aberdeen para ocupar otra en el\u00a0King\u2019s College<\/em>\u00a0de Londres, donde estuvo cinco a\u00f1os. En 1860 gan\u00f3 la\u00a0Medalla Rumford<\/a>\u00a0de la\u00a0Royal Society<\/a><\/em><\/strong>\u00a0“for his researches on the composition of colours, and other optical papers”<\/em>\u00a0(por sus investigaciones sobre la composici\u00f3n de los colores, y otros art\u00edculos de \u00f3ptica), por lo que en mayo de 1861 fue invitado a dar una conferencia en esta sociedad para explicar dichos\u00a0trabajos. En la charla fue el primero en proyectar una\u00a0fotograf\u00eda en color<\/a>, otra de las contribuciones de Maxwell a la ciencia de la luz. Para ello proyect\u00f3 las im\u00e1genes formadas con luces de los tres colores primarios rojo, verde y azul y sobre la pantalla apareci\u00f3 una imagen en color de una cinta de tart\u00e1n. Tres semanas despu\u00e9s es elegido\u00a0fellow<\/a><\/em>\u00a0de la\u00a0Royal Society<\/em>. Acababa de cumplir 30 a\u00f1os.<\/p>\n

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Proyecci\u00f3n de una fotograf\u00eda en color. Ilustraci\u00f3n basada en una idea del Dr. Victor Minachin \/ Colecci\u00f3n de Mark Jacobs<\/p><\/div>\n

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En 1865 renunci\u00f3 a su c\u00e1tedra londinense por voluntad propia para volver a su finca escocesa de Glenlair y estando ya all\u00ed, en una carta que escribi\u00f3 en febrero de 1866, se\u00f1al\u00f3:<\/p>\n

\u201cAhora por fin tengo mi tiempo completamente ocupado con experimentos y especulaciones de tipo f\u00edsico, algo que no pod\u00eda emprender mientras ten\u00eda deberes p\u00fablicos.\u201d<\/em><\/p>\n

Parece que hace 150 a\u00f1os los\u00a0deberes p\u00fablicos<\/em>\u00a0de un profesor universitario no era tan diferentes de los que tenemos hoy en d\u00eda.\u00a0En Glenlair escribi\u00f3 su gran obra, publicada en 1873,\u00a0A Treatise on Electricity and Magnetism<\/em><\/strong>\u00a0(Tratado de Electricidad y Magnetismo), dos vol\u00famenes de m\u00e1s de 500 p\u00e1ginas cada uno y, sin lugar a dudas, texto cumbre de la f\u00edsica del siglo XIX. En su\u00a0Treatise<\/em>\u00a0se unifican todos los fen\u00f3menos conocidos hasta el momento sobre electricidad y magnetismo, siendo adem\u00e1s un claro producto del modo de hacer ciencia de un alumno del\u00a0Tripos<\/em>\u00a0como prueba su uso de los m\u00e9todos del an\u00e1lisis matem\u00e1tico y su confianza en el poder de los modelos mec\u00e1nicos para explicar todos los fen\u00f3menos naturales. No en vano, su amigo Lord Kelvin acostumbraba a decir que para saber si se hab\u00eda comprendido un fen\u00f3meno hab\u00eda que preguntarse:\u00a0\u201c\u00bfPodemos hacer un modelo mec\u00e1nico del mismo?\u201d.<\/em><\/p>\n

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Maxwell, Katherine y su perro Toby en su finca de Glenlair en 1869. Cr\u00e9ditos: James Clerk Maxwell Foundation.<\/p><\/div>\n

En 1871 Maxwell fue designado para ocupar la reci\u00e9n creada c\u00e1tedra de F\u00edsica Experimental de la Universidad de Cambridge y se le dot\u00f3 de un nuevo laboratorio, el\u00a0Laboratorio Cavendish<\/a><\/strong>, inaugurado en 1874 y construido gracias a la generosidad de\u00a0William Cavendish<\/a><\/strong>\u00a0(1808-1891),\u00a0canciller de la Universidad, s\u00e9ptimo duque de Devonshire y descendiente de\u00a0Henry Cavendish<\/a><\/strong>\u00a0(1731-1810).\u00a0Maxwell fue el primer director de dicho laboratorio y otros directores que le sucedieron fueron\u00a0Lord Rayleigh<\/a><\/strong>\u00a0(1842-1919),\u00a0J. J. Thomson<\/a><\/strong>\u00a0(1856-1940),\u00a0\u00a0Ernest\u00a0Rutherford<\/a>\u00a0<\/strong>(1871-1937) o\u00a0Lawrence Bragg<\/a><\/strong>\u00a0(1890-1971).\u00a0Desde entonces veintinueve galardonados con el\u00a0Premio Nobel<\/em>\u00a0han trabajado en el Laboratorio Cavendish. All\u00ed se ocup\u00f3 de supervisar la construcci\u00f3n, adquisici\u00f3n del equipamiento\u00a0y puesta en marcha del laboratorio y siempre que\u00a0inspeccionaba como marchaban las obras iba siempre acompa\u00f1ado de su fiel perro\u00a0Toby<\/em>.<\/p>\n

A principios de 1879 la salud de Maxwell empez\u00f3 a resentirse por lo que decidi\u00f3 pasar las vacaciones de verano en su finca de Glenlair. Sin embargo,\u00a0en vez de mejorar, cada vez estaba peor. A\u00fan as\u00ed, en octubre decidi\u00f3 regresar a Cambridge a pesar de que apenas pod\u00eda mantenerse en pie y desde luego no pod\u00eda impartir clase. Maxwell fallec\u00eda de c\u00e1ncer de est\u00f3mago a los 48 a\u00f1os de edad\u00a0el\u00a05 de noviembre de 1879<\/strong>, justo el mismo a\u00f1o en el que hab\u00eda nacido Einstein, como si le pasara el testigo. Antes de morir, una de las cosas que m\u00e1s le preocupaba era el futuro de su esposa Katherine, a la que tanto amaba.<\/p>\n

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Placa memorial de James Clerk Maxwell en la Abad\u00eda de Westminster \/ Cr\u00e9ditos: Abad\u00eda de Westminster<\/p><\/div>\n

.<\/span><\/h3>\n

La teor\u00eda\u00a0electromagn\u00e9tica de la luz<\/span><\/strong><\/h3>\n

Maxwell nos dej\u00f3\u00a0contribuciones<\/a>\u00a0en teor\u00eda del color, \u00f3ptica, la estructura de los anillos de Saturno, est\u00e1tica, din\u00e1mica, s\u00f3lidos, instrumentaci\u00f3n y f\u00edsica estad\u00edstica. Sin embargo, sin lugar a dudas sus contribuciones m\u00e1s importantes fueron en\u00a0electromagnetismo<\/strong>. Maxwell llev\u00f3 a cabo la formulaci\u00f3n matem\u00e1tica de las ideas intuitivas de\u00a0Michael Faraday<\/a>\u00a0<\/strong>(1791-1867) sobre los campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos. Estando todav\u00eda en Cambridge en 1856 publica\u00a0Sobre las l\u00edneas de fuerza de Faraday<\/em>\u00a0y ya en Londres en 1861\u00a0Sobre las l\u00edneas f\u00edsicas de fuerza<\/em>. En estos art\u00edculos proporcion\u00f3 una explicaci\u00f3n matem\u00e1tica sobre los fen\u00f3menos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos en funci\u00f3n de la distribuci\u00f3n de l\u00edneas de fuerza en el espacio. Para ello Maxwell cre\u00f3 un complejo modelo mec\u00e1nico de v\u00f3rtices moleculares y ruedas intermedias aplicada a los fen\u00f3menos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos.\u00a0Su teor\u00eda inclu\u00eda el\u00a0\u00e9ter<\/strong>\u00a0y estudiaba las interacciones electromagn\u00e9ticas con toda naturalidad en el marco de un \u00e9ter omnipresente. Maxwell se mantuvo firme en que la energ\u00eda electromagn\u00e9tica y el \u00e9ter no eran entidades hipot\u00e9ticas, sino reales. De hecho, para los f\u00edsicos brit\u00e1nicos del siglo XIX el \u00e9ter era tan real como las piedras que formaban el Laboratorio Cavendish y algunos de ellos entendieron que el objetivo principal de la f\u00edsica era desentra\u00f1ar las propiedades f\u00edsicas y matem\u00e1ticas del \u00e9ter, hasta tal punto que llegaron a pensar que\u00a0o exist\u00eda el \u00e9ter o la f\u00edsica se vendr\u00eda abajo<\/strong>.<\/p>\n

Como se he se\u00f1alado al principio, hace ahora 150 a\u00f1os y cuando Maxwell acababa de cumplir\u00a034 a\u00f1os, se publica su trabajo\u00a0titulado\u00a0Una teor\u00eda din\u00e1mica del campo electromagn\u00e9tico<\/em>. Mientras redactaba el art\u00edculo y con la modestia que siempre le caracteriz\u00f3, escribi\u00f3 la v\u00edspera del d\u00eda de Reyes de 1865 una carta a su primo Charles Cay dici\u00e9ndole:<\/p>\n

\u201c\u2026 tengo un art\u00edculo a flote, con una teor\u00eda electromagn\u00e9tica de la luz que, salvo que me convenza de lo contrario, considero de gran valor\u201d<\/em><\/p>\n

En este art\u00edculo Maxwell propuso veinte ecuaciones que denomin\u00f3\u00a0\u201cecuaciones<\/em>\u00a0generales del campo electromagn\u00e9tico\u201d<\/em>\u00a0y que relacionan veinte variables que rigen el comportamiento de la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica. El art\u00edculo consta de 53 p\u00e1ginas y contiene siete partes distintas. Sus veinte ecuaciones generales del campo electromagn\u00e9tico, que expresan y resumen las leyes experimentales del electromagnetismo, proporcionan una base te\u00f3rica completa para el tratamiento de los fen\u00f3menos electromagn\u00e9ticos cl\u00e1sicos.<\/p>\n

No fue hasta 1884 cuando\u00a0Oliver Heaviside<\/a><\/strong>\u00a0(1850-1925),\u00a0utilizando el An\u00e1lisis Vectorial, sintetiz\u00f3 las 20 ecuaciones del campo electromagn\u00e9tico en las cuatro ecuaciones en forma vectorial que conocemos hoy en d\u00eda: La ley de Gauss del campo el\u00e9ctrico, la ley de Gauss del campo magn\u00e9tico, la ley de Faraday-Henry de la inducci\u00f3n electromagn\u00e9tica y la ley de Amp\u00e9re-Maxwell. Desde entonces se conocieron como ecuaciones de Hertz-Heaviside o de Maxwell-Hertz, hasta que\u00a0Albert Einstein<\/strong>\u00a0en 1940 populariz\u00f3 el t\u00e9rmino\u00a0Ecuaciones de Maxwell<\/strong>\u00a0que usamos desde entonces. El f\u00edsico alem\u00e1n\u00a0Ludwig Boltzmann<\/a><\/strong>\u00a0(1844-1906) consider\u00f3 que estas ecuaciones eran tan bellas por su simplicidad y elegancia que, como el Fausto de Goethe se pregunt\u00f3:<\/p>\n

“War es ein Gott, der diese Zeichen schrieb?”<\/strong><\/span><\/em><\/p>\n

\u00bfFue acaso un dios quien escribi\u00f3 estos signos?<\/strong><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Placa con las ecuaciones de Maxwell situada en la parte de atr\u00e1s de la base de la estatua de Maxwell en Edimburgo \/ Cr\u00e9ditos: Wikipedia.<\/p><\/div>\n

La sexta parte de su art\u00edculo Maxwell la titula\u00a0teor\u00eda electromagn\u00e9tica de la luz<\/strong>\u00a0y en ella concluye:<\/p>\n

\u201c… la luz y el magnetismo son alteraciones de la misma sustancia, y la luz es una perturbaci\u00f3n electromagn\u00e9tica que se propaga a trav\u00e9s del campo seg\u00fan las leyes del electromagnetismo.\u201d<\/em><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Maxwell demostr\u00f3 que las ecuaciones del campo electromagn\u00e9tico pod\u00edan combinarse para dar lugar a una ecuaci\u00f3n de onda y propuso la existencia de las ondas electromagn\u00e9ticas. Al calcular la velocidad de propagaci\u00f3n de estas ondas obtuvo el valor de la velocidad de la luz, y concluy\u00f3 que la luz era una onda electromagn\u00e9tica.<\/p>\n

Einstein<\/strong>\u00a0se refiri\u00f3 en 1940 a ese momento crucial de Maxwell se\u00f1alando:<\/p>\n

\u201c\u00a1Los sentimientos que debi\u00f3 experimentar [Maxwell] al comprobar que las ecuaciones diferenciales que \u00e9l hab\u00eda formulado indicaban que los campos electromagn\u00e9ticos se expand\u00edan en forma de ondas a la velocidad de la luz! A muy pocos hombres en el mundo les ha sido concedida una experiencia de esa \u00edndole.\u201d<\/em><\/p>\n

Antes de Maxwell, la velocidad de la luz era s\u00f3lo una velocidad entre muchas.<\/p>\n

\n

Despu\u00e9s de Maxwell, la velocidad de la luz se convirti\u00f3 en una privilegiada, se\u00f1alando el camino a Einstein y la relatividad<\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

En 1888 el f\u00edsico alem\u00e1n\u00a0Heinrich Hertz<\/a><\/strong>\u00a0(1857-1894) produjo ondas electromagn\u00e9ticas artificialmente en el laboratorio por primera vez lo que supon\u00eda la confirmaci\u00f3n de la teor\u00eda de Maxwell y una victoria sobre los ingenieros telegr\u00e1ficos que negaban la aplicabilidad de la F\u00edsica de Maxwell a cuestiones de ingenier\u00eda pr\u00e1ctica. Desgraciadamente Maxwell hab\u00eda fallecido nueve a\u00f1os antes y no pudo ver el \u00e9xito de su predicci\u00f3n que es la base, entre otras, de la transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n sin cables, como demostrara por primera vez en diciembre de 1901 el ingeniero italiano y Premio Nobel de F\u00edsica en 1909,\u00a0Guglielmo Marconi<\/a>\u00a0<\/strong>(1874-1937) al realizar una transmisi\u00f3n mediante ondas electromagn\u00e9ticas a trav\u00e9s del Oc\u00e9ano Atl\u00e1ntico entre Cornualles (Inglaterra) y San Juan de Terranova (Canad\u00e1). Rayos gamma, rayos X, radiaci\u00f3n ultravioleta, luz visible, radiaci\u00f3n infrarroja, microondas y ondas de radio y televisi\u00f3n, todas estas radiaciones constituyen el espectro de las ondas electromagn\u00e9ticas cuya existencia predijo Maxwell hace 150 a\u00f1os.<\/p>\n

\"Maxwell<\/a>

Maxwell pr\u00f3ximo a cumplir\u00a0cuarenta a\u00f1os \/Cr\u00e9ditos: Wikimedia Commons<\/p><\/div>\n

.<\/span><\/h3>\n

El legado de\u00a0Maxwell<\/span><\/span><\/strong><\/h3>\n

Con su teor\u00eda del campo electromagn\u00e9tico Maxwell logr\u00f3 unir en un mismo marco te\u00f3rico la luz, la electricidad y el magnetismo, lo que se conoce como\u00a0s\u00edntesis de Maxwell<\/em><\/strong>. La s\u00edntesis de Maxwell marc\u00f3 un hito en la historia de la unificaci\u00f3n de las fuerzas de tal envergadura que a finales del siglo XIX muchos f\u00edsicos pensaban que las leyes f\u00edsicas ya estaban suficientemente comprendidas. Esta opini\u00f3n condujo a la famosa afirmaci\u00f3n del Premio Nobel de F\u00edsica\u00a0Albert Michelson<\/a><\/strong>\u00a0(1852-1931) que, en la edici\u00f3n de 1903 de su libro “Light and their uses”, se\u00f1alaba:<\/p>\n

\u201cYa no se realizar\u00e1n m\u00e1s descubrimientos fundamentales; a lo sumo se perfeccionar\u00e1n las determinaciones de las constantes f\u00edsicas alcanzando seis o siete cifras decimales.\u201d<\/em><\/p>\n

Nada m\u00e1s lejos de la realidad.<\/p>\n

En los primeros a\u00f1os del siglo XX\u00a0se produjeron dos cambios trascendentales en la f\u00edsica con la\u00a0teor\u00eda de los cuantos<\/em>\u00a0de\u00a0Planck<\/strong>\u00a0(1900) y la\u00a0teor\u00eda de la relatividad especial<\/em>\u00a0de\u00a0Einstein<\/strong>\u00a0(1905) \u2013otra vez Einstein\u2013, ambas consecuencia de la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de Maxwell, que sent\u00f3 las bases para estas dos ideas revolucionarias. Es m\u00e1s que evidente<\/p>\n

\n

Maxwell abri\u00f3 las puertas a la f\u00edsica del siglo XX \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0<\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

Aunque la obra de Maxwell fue majestuosa y extensa tuvo ciertas limitaciones, como la conciliaci\u00f3n de la Mec\u00e1nica de Newton y el Electromagnetismo de Maxwell, problema que fue resuelto finalmente por\u00a0Einstein<\/strong>\u00a0en 1905 con su Teor\u00eda de la Relatividad Especial. Tras los trabajos de\u00a0Einstein<\/strong>, el \u00e9ter lumin\u00edfero \u2013ese\u00a0esp\u00edritu sutil\u00edsimo<\/em>\u00a0que se hab\u00eda convertido en el centro de atenci\u00f3n de la f\u00edsica del siglo XIX\u2013 estaba muerto y enterrado. Las ondas electromagn\u00e9ticas no necesitan de ning\u00fan medio material para su propagaci\u00f3n.<\/p>\n

…..<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Albert Einstein en 1921. Fotograf\u00eda de Ferdinand Schmutzer. Cr\u00e9ditos: Wikipedia<\/p><\/div>\n

El propio Albert Einstein reconoci\u00f3 que su teor\u00eda de la relatividad especial deb\u00eda sus or\u00edgenes a las ecuaciones de Maxwell del campo electromagn\u00e9tico y en su art\u00edculo\u00a0La influencia de Maxwell en la evoluci\u00f3n de la idea de la realidad f\u00edsica<\/a><\/em>\u00a0publicado en 1931 con motivo del centenario del nacimiento de Maxwell, se\u00f1al\u00f3\u00a0\u201cuna \u00e9poca cient\u00edfica acab\u00f3 y otra empez\u00f3 con Maxwell\u201d<\/em>,\u00a0\u201ceste cambio en la concepci\u00f3n de la realidad es el m\u00e1s profundo y fruct\u00edfero que se ha producido en la f\u00edsica desde los tiempos de Newton\u201d<\/em>\u00a0y finalmente\u00a0Albert Einstein\u00a0<\/strong>afirm\u00f3 con rotundidad:<\/p>\n

\n

“El trabajo de James Clerk Maxwell cambi\u00f3 el mundo para siempre.” \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0<\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

.<\/span>En febrero de este a\u00f1o tuve el honor de impartir en la Universidad de Alicante la conferencia\u00a0\u201cLa \u2018s\u00edntesis\u2019 de Maxwell: 150 aniversario de la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de la luz\u201d<\/a><\/strong>,\u00a0<\/em>dentro de los actos programados por la\u00a0Secci\u00f3n de Alicante de la RSEF<\/a>\u00a0con motivo del \u201cA\u00f1o Internacional de la Luz 2015\u201d. Os dejo el\u00a0v\u00eddeo<\/a>\u00a0a continuaci\u00f3n.<\/p>\n