?Se puede convertir el plasma en s¨®lido, l¨ªquido o gas?

El plasma es el cuarto estado de la materia aunque si hablamos de cantidad es el primero porque el universo contiene mucho m¨¢s plasma que cualquiera de los otros tres estados. El estado m¨¢s cercano al plasma es el gas; cuando uno tiene un gas puede calentarlo hasta que electrones e iones se separen (a eso se llama ionizaci¨®n) y entonces se convierte en plasma, y al rev¨¦s, si tienes plasma y lo enfr¨ªas se convierte en gas. As¨ª que, respondiendo a tu pregunta, esa transici¨®n no solo es posible sino que as¨ª es como logramos tener plasma en la Tierra. En cuanto a pasar directamente de plasma a l¨ªquido o s¨®lido, puede ocurrir en circunstancias muy especiales. Lo que s¨ª se puede es pasar de plasma a gas y de este a l¨ªquido y s¨®lido.

Por ejemplo, el Sol y muchas estrellas, y el medio interestelar, son plasmas. Podemos teorizar, si el Sol se enfriara suficientemente se convertir¨ªa en gas helio y si ese helio lo llev¨¢ramos a tres grados sobre el 0 absoluto se convertir¨ªa en helio l¨ªquido. Pero las distancias de temperatura son tan enormes que no es algo que se haga.

El plasma es el estado m¨¢s desconocido para la mayor¨ªa de las personas pero eso es as¨ª solo porque no existe f¨¢cilmente en la Tierra. Al contrario de lo que ocurre en el resto del universo, en nuestro planeta el estado de plasma casi no existe, generalmente lo creamos mediante tecnolog¨ªa. Y esa es la raz¨®n de que a la mayor¨ªa de nosotros en el colegio solo nos dijeron que los estados de la materia pod¨ªan ser tres: s¨®lido, l¨ªquido y gaseoso que son los que los seres humanos podemos percibir en el d¨ªa a d¨ªa. Pero aunque es muy infrecuente s¨ª podemos ver plasma desde la Tierra, por ejemplo las auroras boreales son un fen¨®meno natural debido a plasmas. El viento solar est¨¢ formado por part¨ªculas cargadas de muy alta energ¨ªa que forman un plasma difuso. Cuando ¨¦sas part¨ªculas chocan con la atm¨®sfera la ionizan, y se produce el bello espect¨¢culo de la aurora boreal.

Para fabricar plasmas en la Tierra generalmente hacen falta temperaturas o campos el¨¦ctricos altos y un vac¨ªo tambi¨¦n muy alto. Necesitas un contenedor en el que se pone el poquito del gas que se quiere convertir en plasma. Una de las caracter¨ªsticas del plasma es que tiene una densidad muy baja: necesitas tener muy pocas part¨ªculas y calentarlas mucho para que se separen los electrones y los iones. Como dec¨ªa, el plasma tiene muy poca densidad pero para seguir siendo plasma se necesita que esas pocas part¨ªculas se mantengan juntas, fuera de la Tierra eso lo consiguen la gravedad o los campos magn¨¦ticos naturales. Ambos son demasiado d¨¦biles en la Tierra, as¨ª que aqu¨ª, cuando producimos plasma, debemos usar campos magn¨¦ticos muy fuertes que mantienen esas part¨ªculas pr¨®ximas entre s¨ª y sin que, por ejemplo, toquen las paredes del contenedor porque entonces se enfriar¨ªan y volver¨ªan a ser gas. Se dice de ¨¦sos plasmas que est¨¢n confinados magn¨¦ticamente. Tambi¨¦n hay confinamiento inercial, producido con l¨¢seres.

El plasma es el estado m¨¢s desconocido para la mayor¨ªa de las personas pero eso es as¨ª solo porque no existe f¨¢cilmente en la Tierra

Aunque el plasma tenga una temperatura muy alta, no te quemas porque hay tan pocas part¨ªculas que la cantidad de calor es peque?a. Y aunque no puedes tocarlo s¨ª puedes verlo, por ejemplo un plasma de hidr¨®geno a 10.000 grados emite luz de color rosa. Otra caracter¨ªstica de los plasmas es que son dif¨ªciles de mantener calientes porque pierden energ¨ªa muy deprisa. Por ejemplo, en el Sol lo que provoca la alta temperatura del plasma son las reacciones nucleares de fusi¨®n, en las que se crea helio a partir de hidr¨®geno, y se libera energ¨ªa. La fuerza de la gravedad en el Sol es muy fuerte, tira del plasma hacia el centro, e impide que se disipe. Y aun as¨ª, el Sol acabar¨¢ enfri¨¢ndose, ya que pierde calor por radiaci¨®n.

El plasma se usa, por ejemplo, para producir tubos fluorescentes, en esos tubos hay un gas que con el paso de la electricidad se ioniza y se convierte en un plasma que emite luz; para fabricar algunas pantallas de televisi¨®n y tambi¨¦n se usan mezclas de plasma y gas (plasmas parcialmente ionizados, tambi¨¦n llamados plasmas fr¨ªos). Otro uso terrestre de plasmas, estos mucho m¨¢s calientes, es el intento de producir energ¨ªa el¨¦ctrica mediante fusi¨®n nuclear, en lo que yo misma trabajo y que cuenta con varios grupos de investigaci¨®n en Espa?a.

Emilia Rodr¨ªguez-Solano es doctora en Ciencias F¨ªsicas. Investigadora del Laboratorio Nacional de Fusi¨®n (CIEMAT)

Pregunta realizada v¨ªa email por Francisco Estupi?¨¢n Bravo.

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