lunes, 19 de mayo de 2008

PLASMA - ¿Qué es eso?

En dos artículos anteriores les mostramos dos maneras de utilizar un plasma. En el primero, aparece cómo pudimos calentar un trozo de acero a más de 1000 °C en un vaso con agua, sin que el agua se evaporara. En el segundo, utilizamos una cámara al vacío para generar un plasma doble: con el primer plasma obtuvimos átomos de titanio de un cátodo de dicho material, y con el segundo depositamos el titanio en un cátodo de cobre, con el fin de recubrirlo y mejorar su resistencia a la corrosión y a la oxidación.

El plasma es muy abundante en el universo y lo utilizamos en nuestra vidad diaria más comúnmente de lo que creemos. Por ejemplo, la luz que produce un tubo fluorescente es simplemente la luz que genera el plasma que allí existe.

Ahora bien, con el objeto de que tengan una idea más clara de lo que es el plasma, voy a reproducirle el siguiente artículo, que aparece en el sitio
http://www.practiciencia.com.ar/cfisicas/materia/plasma/index.html


PLASMA

Es el nombre que recibe el cuarto estado de agregación de la materia y que está constituido por un fluido obtenido mediante la casi completa ionización de un gas, inicialmente neutro, a temperaturas muy elevadas.

Dicho fluido contiene proporciones prácticamente iguales de electrones negativos y de iones positivos (cationes), por lo que en grandes volúmenes es casi neutro y conduce excelentemente la electricidad. Además, en su interior se encuentran cantidades pequeñas (nunca superiores a 1 %) de moléculas neutras (neutrones).

Es un gas en el que los átomos se han roto, perdiendo electrones y quedando con una carga eléctrica positiva, y están moviéndose libremente.

Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y así mantienen el plasma, incluso aunque se recombinen partículas.

Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y, de hecho, esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales.

Si bien dicho estado de agregación no se da naturalmente en la Tierra, salvo en los relámpagos (que son trayectorias estrechas a lo largo de las cuales las moléculas de aire están ionizadas aproximadamente en un 20%) y en algunas zonas de las llamas, se considera que la inmensa mayoría de la materia del universo se presenta en él.

La producción de un plasma puede efectuarse por tres caminos diferentes:

1° Mediante fuertes descargas eléctricas (disparos) (Nota del editor: es más claro decir por grandes diferencias de potencial) y calentamiento de los elementos que rodean al gas neutro inicial.

2° Calentando simplemente dicho gas hasta temperaturas próximas a los 7.000° C (Nota del editor: puede ser menor) y

3° Aprovechando la ionización producida por los rayos muy energéticos (rayos x y gamma) en los gases enrarecidos.

Los iones procedentes de estos plasmas se emplean en la industria de semiconductores para grabar superficies y producir otras alteraciones en las propiedades de los materiales.

Uno de los problemas más importantes que plantea este estado de agregación es el de su localización en un lugar determinado (confinamiento magnético), habida cuenta que ésta no se puede realizar con recipientes convencionales, sino que requiere el concurso de campos magnéticos adecuados.

El plasma se puede confinar de esta forma y alcanzar de manera controlada temperaturas de entre 50 a 60 millones de K (Nota del editor: los plasmas usuales son de decenas de miles de K), para las cuales se llevan a cabo las reacciones de fusión entre, por ej, núcleos de tritio y deuterio, que permiten la liberación de grandes cantidades de energía, por lo que en la actualidad se investiga en el campo de la fusión nuclear.


Ejemplos de Plasmas

a) Plasma en la superficie del sol



b) Plasma de una mezcla de nitrógeno-hidrógeno (a baja presión)



c) Plasma en forma de bola observado durante algunas tormentas



d) Polos de Júpiter





e) Rayos durante tormentas



f) Aurora boreal en la tierra



g) El "Ojo de Dios" foto tomada por el telescopio Hubble de la Nasa

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