El plasma, también conocido como el cuarto estado físico de la materia, se forma cuando una sustancia en estado gaseoso se calienta a una temperatura tan alta que la agitación térmica molecular supera la energía de conexión que mantiene a los electrones en órbita alrededor del núcleo del átomo. Los electrones acaban por desprenderse, lo que convierte a la sustancia en una masa amorfa, eléctricamente neutra, generada por electrones disociados.
Es muy común en nuestra vida cotidiana interactuar con sustancias en sus tres estados físicos: líquido, sólido o gaseoso. Aunque no es fácil obtener plasma en la superficie de nuestro planeta, sorprendentemente representa el 99% de todo lo que hay en nuestro universo.
Esto se debe a que la mayoría de los astros celestes están compuestos por sustancias en este estado de agregación.
Por aquí, aunque el plasma sea poco frecuente, podemos señalar algunos ejemplos de su presencia en nuestra rutina. Es el caso de los fluorescentes, el fuego, la televisión de pantalla de plasma, los rayos, entre otros.
¿Cómo se forma el plasma?
Para entender mejor cómo se forma el plasma, tomemos como ejemplo el caso del agua. Cuando damos energía (calor) al hielo, éste se funde y se convierte en agua. Al suministrar energía al agua, ésta se evapora y se convierte en vapor.
Si suministramos aún más energía al vapor, la agitación térmica será mucho mayor que las fuerzas de conexión que mantienen los electrones en órbita para que se produzca la ionización de los gases de oxígeno e hidrógeno, lo que hace que la sustancia conduzca la electricidad y el calor.
En ciertas investigaciones, los átomos y las moléculas de los gases son utilizados por los campos magnéticos para formar plasma. El principal objetivo de los investigadores de todo el mundo ha sido el doble confinamiento magnético, de modo que sea posible hacer que el material sea más estable y fácil de transportar, para mejorar su aplicación en el estudio de la fusión nuclear.
Características del plasma
Los gases y el plasma presentan algunas características comunes, como la capacidad de tener una baja densidad. Sin embargo, no se pueden clasificar por igual, ya que a nivel atómico y molecular presentan estructuras y propiedades completamente diferentes.
El plasma puede conducir la corriente eléctrica mucho mejor que el cobre, fluir como un líquido viscoso e interactuar con los campos eléctricos y magnéticos, a diferencia de los gases.
Además, el plasma interactúa de forma diferente cuando entra en contacto con alguna corriente eléctrica y campos magnéticos. Un ejemplo de ello son las auroras polares, que se forman por la interacción entre las partículas celulares cargadas y el campo magnético de la Tierra.
La historia en la ciencia
El primer científico que describió el plasma fue el físico inglés William Crookes, en la década de 1850, tras la creación del tubo de rayos catódicos. Consiste en un tubo de vidrio lleno de gases a baja presión que vuelven a ser conductores cuando se someten a una diferencia de potencial.
Los rayos catódicos tienen la propiedad de emitir cuando chocan con las paredes de vidrio del tubo, generando así el plasma.
Unos años más tarde, fue Thompson quien descubrió el electrón a través del tubo de rayos catódicos. Fue en 1928 cuando Irving dio a estos rayos el nombre de plasma, porque la forma del fluido eléctrico conquistado recordaba al plasma sanguíneo.
Es importante, por cierto, no confundir el plasma sanguíneo, porque de plasma sólo tiene un nombre. El plasma sanguíneo es en realidad un líquido presente en nuestra sangre, compuesto principalmente por agua.
Por otro lado, el que se forma tras el sobrecalentamiento de los gases es un cuarto estado físico de la materia, utilizado para estudios atómicos y para considerar nuevas aplicaciones de los materiales en la producción global de energía.