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Maxwell, James Clerk

En 1864 este físico y matemático descubrió las ondas de radio.

Este físico británico nació en Edimburgo el 13 de junio de 1831. Conocido principalmente por haber desarrollado un conjunto de ecuaciones que expresan las leyes básicas de la electricidad y magnetismo así como por la distribución de Maxwell en la teoría cinética de gases.

Maxwell fue una de las mentes matemáticas más brillantes de su tiempo y se le representa frecuentemente como el ejemplo del científico clásico del siglo XIX, cuya influencia se deja notar en la física del siglo XX habiendo hecho contribuciones fundamentales en la comprensión de la naturaleza. En 1931 con motivo de la conmemoración del centenario de su nacimiento Albert Einstein describió el trabajo de Maxwell como “el más profundo y provechoso que la física ha experimentado desde los tiempos de Newton“.

James Maxwell nació en el seno de una familia escocesa de clase media, hijo único de un abogado de Edimburgo. Tras la temprana muerte de su madre a causa de un cáncer abdominal -la misma dolencia que pondría fin a su vida-, recibió la educación básica en la

Academia de Edimburgo, bajo la tutela de su tía Jane Cay. Su apodo en la escuela era “Daftie“, un apodo despectivo por su diferencia de carácter con los demás niños y por haber llevado zapatos caseros y pobres en el primer día de clase. Cuando tenía quince años, sometió un escrito sobre matemáticas a la Royal Society de Edimburgo, que asombró a todos los que la leyeron. Al año siguiente, ingresó a la universidad de Edimburgo tuvo la suerte de conocer al físico de setenta años William Nicol, quien también vivía en Edimburgo. Nicol había hecho un trabajo importante utilizando cristales para investigar la naturaleza y el comportamiento de la luz, y las conversaciones adolescentes de Maxwell con él, hicieron que sintiera un interés por la luz y otras formas de radiación que le duró toda la vida.

En 1850 pasó a la Universidad de Cambridge, donde deslumbró a todos con su extraordinaria capacidad para resolver problemas relacionados con la física. Allí, tuvo la experiencia intelectual que definió su vida: la lectura de las “Investigaciones experimentales en electricidad” de Faraday Todavía estudiaba cuando realizó una gran contribución a desarrollo del tema con un escrito titulado “Sobre las lines de Fuerza de Faraday“.

Entre sus primeros trabajos científicos Maxwell trabajó en el desarrollo de una teoría del color y de la visión y estudió la naturaleza de los anillos de Saturno demostrando que estos no podían estar formados por un único cuerpo sino que debían estar formados por una miríada de cuerpos mucho más pequeños. También fue capaz de probar que la teoría nebular de la formación del Sistema Solar vigente en su época era errónea ganando por estos trabajos el Premio Adams de Cambridge en 1859. En 1860, Maxwell demostró que era posible realizar fotografías en color utilizando una combinación de filtros rojo verde y azul obteniendo por este descubrimiento la Medalla Rumford ese mismo año.

El problema que Maxwell se puso a si mismo en 1860 fue el de la conducta de los gases, especialmente en relación con los cambios de temperatura. En aquellos tiempos, todavía no se comprendía, realmente, qué era el calor; la idea de que se trataba de una especie de fluido que pasaba de los cuerpos calientes a los fríos seguía teniendo un apoyo considerable. Maxwell se interrogó acerca del comportamiento de las moléculas al moverse rápidamente, y sus excelentes habilidades matemáticas le permitieron tratar el problema de forma estadística. Desarrolló una ecuación que describía la distribución de velocidades de las moléculas de gas a una temperatura dada. La ecuación mostraba que, aunque algunas moléculas se movían, comparativamente, despacio y algunas, excepcionalmente, rápido, la mayoría lo hacían a una velocidad media que se incrementaba al aumentar la temperatura y que disminuía al enfriarse. La temperatura, y el propio calor, se porducían a causa del movimiento de las moléculas, y eso era tan cierto en los líquidos y sólidos como en los gases. El calor no era algo que fluía de un lugar a otro, era, simplemente, otra palabra para describir la actividad de las moléculas de una sustancia en cuestión.

Algo más tarde, Maxwell publicó dos artículos, clásicos dentro del estudio del electromagnetismo; las relaciones de igualdad entre las distintas derivadas parciales de las funciones termodinámicas, denominadas ecuaciones de Maxwell, están presentes de ordinario en cualquier libro de texto de la especialidad. Sin embargo, son sus aportaciones al campo del elecromagnetismo las que lo sitúan entre los grandes científicos de la historia. En el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873) declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, Maxwell introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas.

Su teoría sugirió la posibilidad de generar ondas electromagnéticas en el laboratorio, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que posteriormente supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia

Falleció en Glenlair, Reino Unido el 5 de noviembre de 1879.