Porque los imanes se repelen

Retroalimentación

Estaba escuchando a Frank Wilczek hablar sobre cómo la fuerza electromagnética es en realidad un campo, que está mediado por fotones. ¿Cuál es nuestra comprensión actual/profunda de lo que ocurre cuando dos imanes naturales se repelen o se atraen?
También, ¿en qué campo de la física se trata la teoría «real» de este tipo de magnetismo? Por ejemplo, ¿qué libro de texto cogería para leer sobre nuestro nivel actual de comprensión de cómo funcionan los imanes, no la explicación emergente en la electrodinámica?
Llevo un tiempo haciendo preguntas similares aquí, relacionadas tanto con los campos electrostáticos como con los magnetostáticos. La respuesta corta parece ser que hay una brecha en el Modelo Estándar. La teoría cuántica del campo postula un campo magnético de punto cero y simplemente introduce las ecuaciones clásicas de Maxwell para describir un campo magnético real como una perturbación de ese punto cero.
Para la radiación electromagnética, un electrón emite un fotón real que arrastra energía y momento. Pero para los campos magnetostáticos y electrostáticos, que esencialmente están ahí ejerciendo fuerzas sobre las cosas, sólo hay una apelación a las leyes clásicas de Farady y compañía (aunque muy posiblemente acompañada de una conferencia de que esas mismas «fuerzas» son cosas clásicas que no existen en la escala cuántica y, por tanto, son una trampa y un engaño). Algunos hablan de «fotones virtuales», pero otros dicen que eso no tiene sentido, sin ofrecer nada más cuantificado que el buen señor Faraday.

Imán de samario

El magnetismo es la fuerza que ejercen los imanes cuando se atraen o repelen. El magnetismo está causado por el movimiento de las cargas eléctricas.Toda sustancia está formada por pequeñas unidades llamadas átomos. Cada átomo tiene electrones, partículas que llevan cargas eléctricas. Los electrones giran como peonzas alrededor del núcleo del átomo. Su movimiento genera una corriente eléctrica y hace que cada electrón actúe como un imán microscópico.
En la mayoría de las sustancias, un número igual de electrones gira en direcciones opuestas, lo que anula su magnetismo. Por eso se dice que materiales como la tela o el papel son débilmente magnéticos. En sustancias como el hierro, el cobalto y el níquel, la mayoría de los electrones giran en la misma dirección. Para magnetizarse, otra sustancia fuertemente magnética debe entrar en el campo magnético de un imán existente. El campo magnético es el área que rodea a un imán que tiene fuerza magnética. Todos los imanes tienen polos norte y sur. Los polos opuestos se atraen, mientras que los polos iguales se repelen. Cuando se frota un trozo de hierro a lo largo de un imán, los polos que buscan el norte de los átomos del hierro se alinean en la misma dirección. La fuerza generada por los átomos alineados crea un campo magnético. El trozo de hierro se ha convertido en un imán.Algunas sustancias pueden ser magnetizadas por una corriente eléctrica. Cuando la electricidad pasa por una bobina de alambre, produce un campo magnético. Sin embargo, el campo alrededor de la bobina desaparece en cuanto se apaga la corriente eléctrica. Polos geomagnéticos

Cuando dos imanes se repelen significa

Los imanes son objetos que pueden atraer, o tirar, de algunos metales, como el hierro y el acero. Si se frota un trozo de acero con un imán fuerte, el trozo de acero también se convertirá en un imán.    Se ha magnetizado. Otros metales, como el cobre o el oro, no son atraídos por los imanes. Los imanes también pueden atraerse entre sí, pero sólo si están orientados en direcciones opuestas. Un imán tiene dos extremos llamados polos; un extremo es el polo norte y el otro es el polo sur. Un polo norte atrae a un polo sur; los imanes se atraen mutuamente. Pero los dos polos norte se empujan mutuamente. Decimos que los imanes se repelen. Los imanes parecen actuar como cargas eléctricas positivas y negativas. La electricidad y el magnetismo están muy relacionados.
Si las palabras norte y sur te recuerdan algo, la Tierra es, de hecho, un imán gigante. Una brújula es un pequeño imán equilibrado en una punta para que pueda girar libremente. El imán es atraído por el polo norte magnético de la Tierra y siempre apunta en esa dirección.

Neodimio

Sabemos que los imanes están en todas partes, pero ¿qué es exactamente un imán y qué es el magnetismo? Un imán es cualquier objeto que produce un campo magnético propio que interactúa con otros campos magnéticos. Los imanes tienen dos polos, uno norte y otro sur. El campo magnético se representa mediante líneas de campo que comienzan en el polo norte del imán y terminan en el polo sur.
Cuando la mayoría de la gente piensa en el magnetismo, piensa en la fuerza magnética experimentada entre dos imanes. La fuerza magnética es causada por el campo magnético del imán y apunta en la dirección de las líneas de campo. Si tienes dos imanes uno al lado del otro y sus polos norte están enfrentados o sus polos sur están enfrentados, puedes ver que las líneas de campo se alejan la una de la otra, por lo que sientes una fuerza de repulsión entre los dos imanes.
Si colocas el polo norte de un imán junto al polo sur del otro, las líneas de campo van en línea recta desde el polo norte del primer imán hasta el polo sur del segundo, y sientes una fuerza de atracción entre los dos imanes.

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