¿Cuál es el efecto de la rotación relativista en un campo magnético?

Esta pregunta es, en cierto sentido, equivalente a ‘¿Qué sucede cuando giras alrededor de un campo magnético estático a velocidades cada vez mayores?’

Las ecuaciones de Maxwell, que rigen el electromagnetismo, son relativamente invariables. Esto no se sabía cuando se descubrieron, pero Einstein luego demostró que, a diferencia de la teoría cuántica, EM estaba bien incluso cuando te acercas a la velocidad de la luz.

Las partículas cargadas experimentan una fuerza electromagnética dada por la ley de fuerza de Lorentz.

[matemáticas] F = q (E + v \ veces B) [/ matemáticas]

No importa qué tan rápido vaya, todos los observadores pueden acordar la aceleración de una partícula. En lo que no están de acuerdo es v – la velocidad de la partícula. Para que EM funcione incluso a altas velocidades, E y B (los campos eléctrico y magnético) deben cambiar para que la fuerza permanezca igual. Y, si haces los cálculos, esto es exactamente lo que hacen.

Como ejemplo, considere un haz de electrones disparados en línea recta. En la dirección opuesta, disparamos un haz de positrones, por lo que la carga neta de los haces es cero. Sin embargo, hay una corriente que fluye y genera un campo magnético. Otro electrón, si vuela paralelo a los haces, será doblado por el campo magnético. Ahora supongamos que nos movemos a un marco diferente, en el que el haz de electrones es estático. El haz de positrones se mueve a una velocidad relativa mayor en la dirección opuesta, por lo que ahora, en lugar de un campo magnético, parece haber una disparidad de carga y un campo eléctrico. El campo eléctrico proporciona una fuerza sobre el electrón perdido, y su comportamiento es idéntico al observado anteriormente. Solo en este caso, parece que el campo eléctrico en lugar del campo magnético está haciendo el trabajo.

En el caso de un campo magnético giratorio, o un campo estático con un observador giratorio, obtienes lo mismo. El campo magnético parece convertirse en un campo eléctrico, y viceversa. Este efecto no es importante para diseñar motores eléctricos, pero es MUY importante cuando se trata de comprender los campos magnéticos alrededor de los púlsares y los chorros que generan.