Plasma en física

Plasma (física), estado de la materia, generalmente gaseoso, en el que algunos o todos los átomos o moléculas están disociados en forma de iones. Los plasmas están constituidos por una mezcla de partículas neutras, iones positivos (átomos o moléculas que han perdido uno o más electrones) y electrones negativos. Un plasma es conductor de la electricidad, pero cuando su volumen supera la llamada longitud de Debye presenta un comportamiento eléctricamente neutro. A escala microscópica, que corresponde a dimensiones inferiores a la longitud de Debye, las partículas de un plasma no presentan un comportamiento colectivo, sino que reaccionan individualmente a perturbaciones como por ejemplo un campo eléctrico.

En la Tierra, los plasmas no suelen existir en la naturaleza, salvo en los relámpagos, que son trayectorias estrechas a lo largo de las cuales las moléculas de aire están ionizadas aproximadamente en un 20%, y en algunas zonas de las llamas. Los electrones libres de un metal también pueden ser considerados como un plasma. La mayor parte del Universo está formado por materia en estado de plasma. La ionización está causada por las elevadas temperaturas, como ocurre en el Sol y las demás estrellas, o por la radiación, como sucede en los gases interestelares o en las capas superiores de la atmósfera (véase Ionosfera), donde produce el fenómeno denominado aurora.

Los plasmas pueden crearse aplicando un campo eléctrico a un gas a baja presión, como en los tubos fluorescentes o de neón (véase Lámpara de neón). También puede crearse un plasma calentando un gas neutro hasta temperaturas muy altas. En general, las temperaturas son demasiado altas para aplicarlas externamente, por lo que se calienta el gas internamente inyectando en él iones o electrones de alta velocidad que pueden colisionar con las partículas de gas y aumentar su energía térmica. Los electrones del gas también pueden ser acelerados por campos eléctricos externos. Los iones procedentes de estos plasmas se emplean en la industria de semiconductores para grabar superficies y producir otras alteraciones en las propiedades de los materiales.

En los plasmas muy calientes, las partículas adquieren suficiente energía como para producir reacciones nucleares al colisionar entre sí. Estas reacciones de fusión son la fuente de calor en el núcleo del Sol, y los científicos intentan crear en los laboratorios plasmas artificiales donde las reacciones de fusión puedan producir energía para generar electricidad.