Un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review Letters ha resuelto un debate de un siglo sobre cómo describir la densidad del momento electromagnético en la materia. El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de California, Berkeley, encontró que la descripción correcta de la densidad del momento electromagnético en la materia viene dada por la definición de Abraham-Minkowski.
El debate sobre la densidad del momento electromagnético en la materia se ha prolongado desde finales del siglo XIX, cuando James Clerk Maxwell desarrolló por primera vez su teoría del electromagnetismo. La teoría de Maxwell predijo que las ondas electromagnéticas tenían impulso, pero no estaba claro cómo calcular este impulso en la materia.
A lo largo de los años, se han propuesto varias definiciones diferentes de densidad de momento electromagnético en la materia. Las más populares de estas definiciones son la definición de Abraham-Minkowski y la definición de Poynting. La definición de Abraham-Minkowski se basa en la idea de que el impulso de una onda electromagnética es transportado por los campos eléctrico y magnético, mientras que la definición de Poynting se basa en la idea de que el impulso de una onda electromagnética es transportado por el flujo de energía.
El debate sobre cuál es la definición correcta de densidad de momento electromagnético en la materia lleva décadas y no ha habido un consenso claro. Sin embargo, el nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Berkeley finalmente ha resuelto el debate.
Los investigadores utilizaron una combinación de técnicas teóricas y experimentales para demostrar que la definición de Abraham-Minkowski de densidad de momento electromagnético en la materia es la correcta. El estudio encontró que la definición de Poynting no describe correctamente el impulso de las ondas electromagnéticas en la materia, y que la definición de Abraham-Minkowski es la única definición que es consistente con las leyes de la física.
La resolución del debate sobre la densidad del momento electromagnético en la materia es un avance significativo en el campo del electromagnetismo. Tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de cómo las ondas electromagnéticas interactúan con la materia y podría conducir a nuevas aplicaciones de las ondas electromagnéticas en la tecnología y la ciencia.
Fondo
La densidad de momento electromagnético es una medida de la cantidad de momento transportado por una onda electromagnética. Se define como la cantidad de impulso por unidad de volumen de espacio.
El momento de una onda electromagnética viene dado por la siguiente ecuación:
```
p =ε₀E² + μ₀H²
```
dónde:
* p es la densidad de momento (en N/m²)
* ε₀ es la permitividad del espacio libre (en F/m)
* E es la intensidad del campo eléctrico (en V/m)
* μ₀ es la permeabilidad del espacio libre (en H/m)
* H es la intensidad del campo magnético (en A/m)
El debate sobre la densidad del momento electromagnético en la materia se ha prolongado durante décadas porque existen dos formas diferentes de calcular el momento de una onda electromagnética en la materia. Los dos métodos diferentes son la definición de Abraham-Minkowski y la definición de Poynting.
La definición de Abraham-Minkowski se basa en la idea de que el impulso de una onda electromagnética es transportado por los campos eléctrico y magnético. Esta definición viene dada por la siguiente ecuación:
```
p =εE² + µH²
```
dónde:
* p es la densidad de momento (en N/m²)
* ε es la permitividad del material (en F/m)
* E es la intensidad del campo eléctrico (en V/m)
* μ es la permeabilidad del material (en H/m)
* H es la intensidad del campo magnético (en A/m)
La definición de Poynting se basa en la idea de que el impulso de una onda electromagnética es transportado por el flujo de energía. Esta definición viene dada por la siguiente ecuación:
```
pag =S/c
```
dónde:
* p es la densidad de momento (en N/m²)
* S es el flujo de energía (en W/m²)
* c es la velocidad de la luz (en m/s)
El debate sobre cuál es la definición correcta de densidad de momento electromagnético en la materia se ha prolongado durante décadas porque las dos definiciones dan resultados diferentes en algunos casos. Por ejemplo, en el vacío, la definición de Abraham-Minkowski y la definición de Poynting dan el mismo resultado. Sin embargo, en un material, la definición de Abraham-Minkowski da un resultado diferente al de la definición de Poynting.
El nuevo estudio
El nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Berkeley finalmente ha resuelto el debate sobre la densidad del momento electromagnético en la materia. El estudio encontró que la definición de Abraham-Minkowski de densidad de momento electromagnético en la materia es la correcta.
Los investigadores utilizaron una combinación de técnicas teóricas y experimentales para demostrar que la definición de Abraham-Minkowski es la única que es consistente con las leyes de la física. El estudio también encontró que la definición de Poynting no describe correctamente el impulso de las ondas electromagnéticas en la materia.
La resolución del debate sobre la densidad del momento electromagnético en la materia es un avance significativo en el campo del electromagnetismo. Tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de cómo las ondas electromagnéticas interactúan con la materia y podría conducir a nuevas aplicaciones de las ondas electromagnéticas en la tecnología y la ciencia.
