Sin embargo, desde principios del mencionado siglo se inició la búsqueda de una posible relación entre electricidad y magnetismo. Por ejemplo, como Franklin sabía que cuando caía una tormenta había efectos eléctricos en la atmósfera, trató infructuosamente de magnetizar una aguja de hierro en una tormenta. Por otro lado, en el año de 1774 la Academia Electoral de Baviera, en Alemania, ofreció un premio para la persona que resolviera la siguiente cuestión: ¿Hay una analogía real y física entre las fuerzas eléctricas y magnéticas? En vano se trató de encontrar una respuesta afirmativa. Incluso Coulomb, que había medido las fuerzas entre cargas eléctricas por un lado y entre polos de imanes, por el otro, en la década de 1780 afirmó que estas fuerzas eran de naturalezas físicas distintas, a pesar de que sus magnitudes dependían de la distancia de la misma forma (véanse los capítulos II y III). Fue un profesor danés quien en 1820 obtuvo por primera vez una respuesta afirmativa a la cuestión propuesta.
Hans Christian Oersted (1777-1851), profesor de filosofía natural en la Universidad de Copenhague, inició en 1807 sus investigaciones sobre los efectos de la electricidad en la aguja magnética de una brújula. En ese año, y posteriormente en 1812 publicó varios ensayos en los que argüía, apoyado en consideraciones filosóficas, que la electricidad y el magnetismo deberían estar relacionados. Sus argumentos se basaban en la creencia de la unidad de todas las fuerzas de la naturaleza. Sin embargo, no presentó ningún resultado experimental que verificara sus conclusiones. Oersted estuvo consciente de esta falla en su argumentación y trató de verificarla realizando una serie de experimentos con corrientes eléctricas. Durante muchos años Oersted no obtuvo ningún resultado positivo, en gran parte debido a que las fuentes de corriente de que disponía eran pilas voltaicas de muy baja intensidad. Después de muchos años, en 1820, durante una clase en que estaba presentando a sus alumnos ciertos experimentos eléctricos, encontró que una corriente eléctrica sí tiene un efecto sobre un imán. La experiencia de Oersted fue la siguiente.
Colocó un alambre por el que circulaba corriente eléctrica encima de una brújula y observó que la aguja se desviaba hacia el oeste.
En seguida colocó este alambre debajo de la brújula y vio que la aguja también se desviaba, pero ahora, hacia el este.
Oersted entonces concluyó que para que la aguja imantada de la brújula se pudiera mover tuvo que experimentar una fuerza magnética, y que la corriente eléctrica del alambre tuvo que generarla. Por lo tanto, una corriente eléctrica produce un efecto magnético. Ahora bien, este efecto magnético de la corriente eléctrica no puede quedar confinado dentro del alambre conductor, sino que tiene que estar esparcido en todo el espacio a su alrededor, para que llegue, por así decirlo, hasta donde está la aguja. Esta fue la primera vez que alguien mencionó la idea de que el efecto magnético debe estar disperso en todo el espacio, y como veremos más adelante constituye la idea básica del campo magnético.
Oersted publicó estos resultados en un pequeño folleto de seis páginas en latín, como se acostumbraba en ese entonces, que envió a las diferentes sociedades científicas europeas. Este trabajo causó inmediatamente sensación, dio lugar a muchas interrogantes y estimuló una ráfaga de investigaciones, principalmente en Francia.
Los experimentos de Oersted se repitieron en muchos lugares, en particular en el Congreso de Investigadores Suizos que se llevó a cabo en Ginebra, Suiza, en el verano de 1820, al que asistió el científico francés François Arago (1786-1853).
A su regreso a París, Arago reportó a la Academia de Ciencias lo que presenció en Ginebra. Sus miembros oyeron estos resultados pero se mostraron muy escépticos, y sólo se convencieron hasta que presenciaron una demostración directa el 11 de septiembre. Una persona que estuvo presente en esa sesión fue André-Marie Ampère (1775-1836), amigo de Arago, profesor suplente en la Sorbona y gran matemático.
Ampère empezó a investigar el efecto en su casa. Para empezar se dio cuenta de que Oersted no había entendido correctamente el fenómeno, ya que no había tomado en cuenta el efecto del magnetismo terrestre. Ampère diseñó entonces un experimento en el que éste fuera neutralizado. Así encontró el verdadero efecto que tenía la corriente eléctrica sobre la aguja imantada: ésta siempre se alinea en una dirección perpendicular a la dirección de la corriente eléctrica.
Una semana después de haber presenciado la demostración de Arago, el 18 de septiembre, Ampère presentó a la Academia la primera de una serie de memorias de gran importancia: hizo sus presentaciones semanalmente hasta el 2 de noviembre y en cada ocasión anunció nuevos resultados. Además de la corrección a los experimentos de Oersted, informó lo siguiente el 18 de septiembre (Figura 4):
Arreglé dos partes rectas de dos alambres conductores que están unidos en sus extremos con dos pilas voltaicas, en direcciones paralelas. Un alambre estaba fijo y el otro suspendido sobre puntos, de manera que pudiera moverse hacia el alambre fijo o separarse de él, pero siempre paralelo a él. Observé entonces que cuando hacía pasar una corriente de electricidad en ambos alambres simultáneamente, se atraían cuando las corrientes tenían el mismo sentido y se repelían cuando tenían sentidos opuestos.
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