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Ciencia y tecnología
por Ramón Cid
Plasma, el cuarto estado
 
 

Las cargas eléctricas proporcionan al plasma un comportamiento colectivo, lo que no ocurre en un gas. En efecto, en éstos cada molécula sigue una trayectoria rectilínea independiente del resto, hasta chocar con otra o con las paredes del recipiente. Sin embargo, en un plasma las cargas eléctricas son atraídas o repelidas por las otras cargas o campos electromagnéticos externos, ejecutando trayectorias curvilíneas entre choque y choque. Los gases son buenos aislantes eléctricos, y los plasmas, buenos conductores.

La posibilidad de confinar o guiar un plasma con campos magnéticos y/o eléctricos los hace especialmente interesantes a la hora de su uso teconológico.

Aunque raros en la Tierra, los plasmas, como ya se ha comentado, constituyen la materia conocida más abundante del Universo, más del 99%. Abarcan desde altísimos valores de presión y temperatura, como en los núcleos estelares, hasta otros extraordinariamente bajos en ciertas regiones del espacio.

Una de sus cualidades que los hacen más interesantes es que emiten luz visible muy característica de los iones que los constituyen, lo cual les confiere un enorme atractivo desde el punto de vista científico.

Los plasmas se clasifican según la energía media (o temperatura) de sus partículas pesadas (iones y especies neutras). Un primer tipo son los plasmas calientes, prácticamente ionizados en su totalidad, y con sus electrones en equilibrio térmico con las partículas más pesadas.

Su caso extremo son los plasmas de fusión, que alcanzan hasta 108 K, lo que permite a los núcleos chocar entre sí, superando las enormes fuerzas repulsivas internucleares, y lograr su fusión. Pueden producirse a presiones desde 1017 Pa (1 billón de ceces la presión atmosféica), como en los núcleos estelares, hasta 1 Pa (cien mil veces menor que la presión atmosférica), como en los reactores experimentales de fusión.

Otros son los llamados plasmas térmicos, con electrones y especies pesadas en equilibrio, pero a menor temperatura ~ 103-104 K, y grados de ionización intermedios, son por ejemplo los rayos de las tormentas o las descargas en arco usadas en iluminación o para soldadura, que ocurren entre 105 y ~ 102 Pa. Otro tipo de plasmas muy diferente es el de los plasmas fríos, que suelen darse a bajas presiones (< 102 Pa), y presentan grados de ionización mucho menores. En ellos, los electrones pueden alcanzar temperaturas ~ 105 K, mientras iones y moléculas neutras se hallan a temperatura ambiente.

 
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