plasma

History

La palabra 'plasma' (del griego 'moldeado') fue propuesta por el físico estadounidense Irving Langmuir en 1928 mientras estudiaba las descargas eléctricas en gases. Pero el fenómeno se conoce desde hace mucho: los relámpagos y los fuegos de San Telmo son plasma.

How it works

Con un calentamiento intenso, las colisiones entre átomos arrancan electrones de sus órbitas. Se forma una mezcla de partículas cargadas que reacciona colectivamente a los campos eléctricos y magnéticos, como una bandada de pájaros que cambia de dirección al unísono.

History

La palabra 'plasma' (del griego 'moldeado') fue propuesta por el físico estadounidense Irving Langmuir en 1928 mientras estudiaba las descargas eléctricas en gases. Pero el fenómeno se conoce desde hace mucho: los relámpagos y los fuegos de San Telmo son plasma.

How it works

Con un calentamiento intenso, las colisiones entre átomos arrancan electrones de sus órbitas. Se forma una mezcla de partículas cargadas que reacciona colectivamente a los campos eléctricos y magnéticos, como una bandada de pájaros que cambia de dirección al unísono.

History

Aunque las descargas en gases fueron investigadas por Michael Faraday en el siglo XIX, el término 'plasma' fue acuñado por Irving Langmuir en 1928 mientras trabajaba con gases ionizados en tubos electrónicos. Langmuir observó la similitud del comportamiento de un medio con muchos electrones con el tejido vivo y utilizó la palabra griega que significa 'forma' o 'moldeado'. El desarrollo de la teoría del plasma a mediados del siglo XX fue impulsado por la astrofísica y las investigaciones sobre fusión termonuclear; contribuyeron significativamente James Clerk Maxwell (ecuaciones del electromagnetismo) y Ludwig Boltzmann (cinética estadística).

How it works

El estado de plasma se alcanza cuando la energía del movimiento térmico supera la energía de enlace de los electrones en los átomos. Resulta una mezcla de partículas cargadas que interactúan mediante fuerzas de Coulomb de largo alcance, lo que produce efectos colectivos: apantallamiento de Debye y oscilaciones plasmáticas. En un campo magnético, el plasma está 'congelado' a las líneas de campo, lo que explica sus estructuras en el espacio. Para describir el plasma se utilizan las ecuaciones de Maxwell junto con las ecuaciones de movimiento de las partículas; en equilibrio termodinámico, la distribución de partículas sigue la distribución de Boltzmann.

Open problems & fun facts

Fusión termonuclear controlada: confinamiento del plasma a temperaturas de cientos de millones de grados.; Turbulencia en el plasma: comprensión de los mecanismos de transporte de energía y partículas.; El problema del calentamiento de la corona solar: por qué la corona del Sol está más caliente que su superficie.

💡 En el plasma puede aparecer el fenómeno de 'magnetización', en el que electrones e iones giran alrededor de las líneas de campo magnético con una frecuencia determinada (frecuencia ciclotrónica).