Plasma, el cuarto estado de la materia

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Puede parecer curioso que solo hasta mediados del siglo pasado pudimos empezar a  profundizar en el entendimiento del estado de la materia más común en todo el universo, el plasma. Pero si tenemos en cuenta que en la Tierra, el llamado cuarto estado de la materia es poco frecuente comparado con los mucho más comunes líquido, sólido y gaseoso, se explica que tardáramos tanto tiempo en reconocer su importancia y estudiar sus propiedades y singular comportamiento, un trabajo que aún continua.

Si lo posicionamos según su abundancia y por su formación, el plasma estaría en el primer lugar, pues en un comienzo no existían los otros tres estados hasta que el universo se enfrío lo suficiente para poder formar gases, líquidos y sólidos. Su designación como cuarto estado refleja el hecho de que equivale a un estado de mayor energía que los anteriores.

A medida que aumenta su temperatura, la materia cambia de estado. El sólido se asocia a una sustancia “fría” en donde sus átomos se encuentran firmemente unidos. Calentando esta sustancia lograremos debilitar tales uniones y obtener el estado líquido en donde ya no hay un volumen establecido sino que este depende del recipiente que lo contenga. Si continuamos calentando la sustancia su estado cambiará a gaseoso una vez sus átomos logren liberarse completamente.

Durante siglos se pensó que solo existían estos tres estados, pero en 1879, el físico William Crookes descubrió un cuarto estado al que llamó “materia radiante – lo que ahora denominamos plasma. Lo que sucede, volviendo al ejemplo anterior, es que si la sustancia se calienta aún más se produce un nuevo cambio, pero esta vez en el interior de los mismos átomos, en los cuales sus electrones comienzan a desprenderse – lo que se denomina ionización – desplazándose libremente. Por encima de los 5.000 grados Celsius la materia comienza  a exhibir estas propiedades plasmáticas, siendo por ejemplo un excelente conductor eléctrico.

Sin embargo hay otras formas en que la materia puede ionizarse, por ejemplo la formación de plasma por descargas eléctricas, algo que sucede comúnmente en las tormentas cuando se generan relámpagos que cruzan la atmósfera ionizando momentáneamente el aire a su paso.

Crookes no fue el primero en experimentar con descargas eléctricas en el laboratorio, pero sí en reconocer que el gas en donde se generaba la descarga se comportaba de manera diferente y sugiere la existencia de un nuevo estado de la materia.

Luego de 50 años se adoptó el término “plasma” – la nube de electrones observada en un gas ionizado brillaba y se movía como una sustancia que recordaba al plasma sanguíneo.

Desde mediados del siglo pasado el estudio del plasma fue tomando más relevancia, destacándose la gran influencia de campos eléctricos y magnéticos que tienen. La llamada física del plasma es hoy por hoy una de las áreas más complejas de investigación.

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