El Plasma

¿QUÉ ES UN PLASMA?
Se le ha llamado el cuarto estado de la materia porque, en general, equivale a un estado de mayor energía. Una sustancia suficientemente fría se presenta en estado sólido, es decir, tiene una forma específica e internamente se caracteriza por el hecho de que los átomos que la constituyen se encuentran firmemente unidos. Al calentar la sustancia la unión entre los átomos sehace más débil debido a la agitación térmica y la sustancia pasa a otro estado que conocemos como líquido, en el que ya no tiene una forma específica pero ocupa un volumen definido. Al seguir calentando la sustancia sus átomos pueden llegar a liberarse completamente de las ligas mutuas y entonces pasa a un estado de gas, en el que ya no tiene forma ni volumen fijos, sino que dependen de los delrecipiente que la contiene.
EL DESCUBRIMIENTO DEL ESTADO DE PLASMA
En 1667 unos miembros de la Academia de Ciencias de Florencia descubrieron que la llama de un mechero (que ahora sabemos que es un plasma) tenía la propiedad de inducir la electricidad. En 1698 un científico inglés que estudiaba la electrificación del ámbar frotándolo con asiduidad provocó la primera chispa de que se tiene noticia,una pequeña descarga eléctrica en el aire. Semejante descarga sólo es posible cuando se crea una cantidad suficiente de cargas eléctricas, iones y electrones libres en el aire como para que éste se convierta en un gas conductor de la electricidad: un plasma.
No fue hasta 1879 que se reconoció al estado de plasma como un estado particular de la materia, distinto de los demás. En 1929 IrvingLangmuir usó por primera vez el término plasma en el informe de un trabajo que realizaba con otro científico estadunidense, Levy Tonks, para describir la nube rojiza de electrones que veía oscilar en el interior del gas durante la descarga. Esta nube de electrones brillaba y se movía como una sustancia gelatinosa que recordó a Langmuir el plasma de la sangre. Fue Langmuir también el primero en notar laseparación de plasmas de diferentes densidades, temperaturas o intensidades magnéticas en regiones semejantes a las células, separadas por corrientes eléctricas.
Oscilaciones del plasma
Uno de los movimientos colectivos más rápidos e importantes dentro de un plasma es la oscilación de los electrones respecto a los iones. Estas oscilaciones se producen cuando se viola la cuasineutralidad delplasma y las fuerzas electrostáticas entran en acción como una fuerza restauradora. Como los iones son muchísimo más masivos que los electrones casi no se van a mover y la oscilación más notable es la de los electrones. La frecuencia de esta oscilación está dada por: v = (ne2 /p me) ½,
Son tan características que se les conoce como oscilaciones del plasma y a su frecuencia se le llama frecuencia delplasma. Sin embargo, cuando el plasma está atravesado por un campo magnético, que es el caso general en los plasmas espaciales, pueden ocurrir muchos otros tipos de oscilaciones.
FOTONES EN EL PLASMA
En las interacciones entre las partículas cargadas y los campos electromagnéticos en un plasma caliente (como en las atmósferas de las estrellas) se producen fotones. Éstos son paquetes de energíaelectromagnética, como la luz, los rayos X y los rayos g, los cuales son absorbidos y emitidos dentro del plasma. Algunos de ellos también logran escapar; con lo que enfrían al plasma. Este proceso, que es inevitable, es una de las dificultades para mantener plasmas a altas temperaturas en el laboratorio. La población de fotones es tan inherente a los plasmas calientes que en estos casos sueledefinirse al plasma mismo como una mezcla de moléculas o átomos neutros, iones, electrones y fotones.

UN MISTERIO NO RESUELTO
Es de esperarse que un plasma de muy alta densidad se comporte como un fluido, y así es en efecto. Pero lo sorprendente con los plasmas es que aun los de muy baja densidad se comportan de esta manera. Los plasmas espaciales están en general tan diluidos que la distancia...