campo

Em Física, um campo é uma grandeza física que possui um valor associado em todo ponto do espaço. Por exemplo, pode-se falar de campo gravitacional, que atribui um potencial gravitacional a cada ponto do espaço. As mostradas diariamente nos boletins meteorológicos são uma imagem de um campo de temperatura ou térmico na superfície terrestre. Os campos são classificados por simetrias de espaço-tempo ou por simetrias internas. Os campos podem ser quantidades estruturadas, isto é, formadas por diversos componentes. Assim, por exemplo, o campo gravitacional é um campo vetorial, como o campo elétrico ou o campo magnético, quantidades que associam três valores a cada ponto do espaço em cada instante de tempo - a saber, as suas componentes num dado sistema de coordenadas. Além da necessidade de possuir um dado número de componentes, elas precisam obedecer uma dada lei de transformação para que se trate, efetivamente, de um vetor. Em física clássica, por exemplo, a magnitude de um vetor precisa ser invariante sob rotações espaciais. A Teoria de Campos refere-se usualmente à construção da dinâmica de um campo, isto é, à especificação de como um campo muda com o tempo. Usualmente, isso é feito em se desenhando uma Lagrangiana ou uma Hamiltoniana do campo, e tratando-o como na Mecânica clássica (ou na Mecânica quântica) de um sistema com um infinito número de graus de liberdade. Na Física Clássica de Campos, um campo pode ser interpretado como uma simplesmente uma abstração de uma interação entre corpos, servindo como uma forma de isolá-los. Por exemplo, para duas partículas, nas posições e interagindo por uma força gravitacional, podemos tanto dizer que a força que a partícula 1 sofre é , quanto assimilar um campo gravitacional gerado pela partícula 2, chamado partícula de teste, sobre o qual a partícula 1 está imersa e, da mesma forma, a força que atua na partícula 1 é . Já na Teoria Quântica de Campos, o tratamento é diferente. Os campos existem mesmo sem uma partícula de teste: ocupam espaço, contêm energia, e sua presença impede um "vácuo" à maneira clássica. Isso levou os físicos a considerar campos eletromagnéticos como uma entidade física. Um campo pode ser classificado como um campo escalar, campo vetorial, campo espinoral ou um campo tensorial, a depender da quantidade física representada. Sua forma deve permanecer a mesma ao longo do espaço: um campo não pode assumir um valor vetorial numa posição, e um valor escalar na outra.