El plasma

Todo lo que nos rodea está hecho de materia: de átomos y moléculas. Estas partículas se organizan de manera diferente, cambiando así las características de la materia. Las partículas que están muy juntas conforman estructuras sólidas, como el hielo o un libro. Las partículas que están un poco más separadas, y son capaces de moverse libremente, conforman los líquidos como el agua o la sangre de nuestro cuerpo. Y las partículas que van flotando sueltas por ahí, sin estructura fija, conforman gases como el vapor o el aire que respiramos.

Estos son los tres estados de la materia existentes en la naturaleza. Vayas a donde vayas, son fáciles de distinguir. Pero existe un cuarto estado de la materia que no resulta tan familiar. Hagámosle una visita a Sir William Crookes en el año 1879, está a punto de descubrirlo... Crookes está llevando a cabo un experimento con un aparato que él mismo ha inventado.

Ese aparato, que hoy en día se conoce como tubo de Crookes, es como una bombilla de vidrio que contiene aire a una presión muy baja. La bombilla está conectada a una fuente de energía eléctrica. Al conectar Crookes el tubo a la electricidad, ¡el interior empieza a iluminarse! Es como si algo le estuviera pasando al gas en el interior del tubo, algo que hace que se comporte de manera distinta al resto de los sólidos, líquidos o gases conocidos. Crookes llega a la conclusión de que el gas en el interior del tubo tiene que haberse convertido en un nuevo estado de la materia.

Dado que brilla, lo llama materia radiante. Los científicos continúan con el estudio de este estado de materia recién descubierto. Unos 50 años más tarde, otro científico, Irving Langmuir, le da un nuevo nombre: plasma. ¿Qué es exactamente el plasma y en qué se diferencia del resto de estados de la materia? El plasma no se parece en nada ni a los líquidos ni a los sólidos. No es tan denso y sus características son muy distintas.

Se parece más al gas: el plasma no tiene ni una forma ni un volumen fijo. Se puede expandir con facilidad e indefinidamente, a no ser que se meta en algún tipo de contenedor. Pero el plasma se diferencia del gas de manera significativa. Las moléculas y los átomos de gas no llevan ninguna carga. Pero cuando al gas se le aplica una energía potente, como calor o electricidad, las moléculas y los átomos del gas se rompen y separan.

Entonces el gas se convierte en una nube de partículas con carga positiva y negativa que flotan libremente: los iones y electrones. El gas se ioniza. De hecho, un gas ionizado ya no es un gas: ¡es plasma! Como las partículas del plasma llevan carga, este es capaz de hacer cosas que los gases no pueden hacer, como conducir electricidad e interactuar con campos magnéticos. El plasma, además, brilla, porque cuando la partículas cargadas del plasma interactúan entre sí, desprenden luz.

A pesar de ser un descubrimiento tan tardío, el plasma es el estado más común de la materia en el universo. El sol, de hecho, es una bola gigante de plasma. Al igual que todas las estrellas del universo. Y si alguna vez has visto en el cielo unas luces multicolores, llamadas auroras, ¡también estabas viendo plasma! En la Tierra, el plasma natural suele darse en forma de relámpagos.

Los relámpagos se forman cuando la diferencia en la carga eléctrica entre la tierra y el cielo es lo suficientemente grande como para ionizar el aire que hay entre ellos. El aire se convierte en plasma y forma una columna que conduce la electricidad: un rayo. También hemos aprendido a crear nuestro propio plasma y lo hemos empleado en cosas muy diversas... Desde las cortadoras de plasma usadas en la manufacturación para cortar metales, hasta bombillas fluorescentes, luces de neón y televisores de plasma. No sólo es el plasma el estado más común de la materia en el universo, sino que, además, se está haciendo cada vez más común en nuestro día a día.