LA forma en que un plasma va comportándose se puede
deducir, en principio, de las interacciones de todas las partículas. Evidentemente este procedimiento ,
que proporcionaría lo que se conoce como
la teoría sintética del estado de plasma, es muy difícil de llevar
acabo, dada la gran cantidad de partículas que componen al
plasma. Sin embargo, ya en 1905 el fisico o holandes Hendrik
Antoon Lorentz aplico al estudio del comportamiento de los
electrones de los metales los métodos estadísticos que el físico austriaco Ludwing
Eduard Boltzmann desarrollo para los átomos en
movimientos aleatorio que componen un gas. En este tipo de
tratamientos , el comportamiento microscópico (a gran
escala) del plasma se describe sarcásticamente calculado las labilidades de
que el plasma se encuentren en diversos estados en el nivel micros
pico, determinados por las posesiones de las velocidades de
todas la partículas. Las características microscopias (mensurables)
del plasma, como su presión , temperatura, densidad, y los
campos electromagnéticos en su seno se
derivan característicamente partir de
esta descripción microscopia. Varios fisicos y matematicos en
la decadas de 1930 y 1940 desarrollaron ya propiamente
la teoría acetifica del plasma hasta un alto grado de
complejidad y en las décadas subsiguientes
este enfoque sea desarrollado cada vez mas. Pero por fortuna , en muchas
ocasiones el comportamiento del plasma puede considerarse como el de un fluido
y entonces se la aplica las leyes de la aerodinámica ., así las características microscopias antes
mencionadas (presión , temperatura y densidad) se trata de manera
directa , sin
ningún contexto microscópico estadístico de partículas en
movimientos. Pero como los
plasmas son sensibles los campos eléctricos
y magnéticos deben obedecer también las leyes
del electromagnetismo.
Esta combinación de aerodinámica y electromagnetismo
se llaman electrodinámica y estudia el comportamiento
de fidos conductores en presencia de campos
electromagnéticos . así , en muchos casos el
comportamiento de un plasma
se estudia utilizando las ecuaciones de
la electrodinámica o MHD. El conjunto de ecuaciones
que represnetan a la MHD es también bastante complicado,
pero mas fácil de manejar que le enfoque cinético. ¿Qué
es un plasma?Los átomos, suelen agruparse en moléculas, sonbloques que
constituyen las sustancias ordinarias. Están compuestos de un núcleo con
electricidad positiva y un número equivalente de electrones con electricidad
negativa. Los átomos soneléctricamente neutros. Cuando se extraen del átomo uno
o más de sus electrones, lo que queda tiene carga positiva y forma lo que
conocemos como un ion.
El Sol, como todas las estrellas, es una enorme bola de
plasma de densidad y temperatura muy altas. Está constituido casi en su
totalidad de hidrógeno, con una pequeña componente de helio y todos los demás
elementos en proporciones menores. Su parte más densa y caliente se encuentra
en el interior, en el llamado núcleo, donde se estima que debe
haber una temperatura del orden de 15 000 000 de grados y una presión de miles
de millones de veces la presión de nuestra atmósfera. Allí es donde se llevan a
cabo los procesos de difusión nuclear que proveen de energía a la estrella, y
ésta, a su vez, alimenta de energía al medio que la circunda y los cuerpos que
en él se encuentran. Este mismo tipo de procesos es el que se ha buscado
controlar en el laboratorio, confinando plasmas de alta temperatura con la
ayuda de campos magnéticos muy intensos. Como veremos más adelante, poco se ha
avanzado en la tarea de obtener fusión controlada, pero los plasmas naturales
del interior de las estrellas producen este tipo de reacciones continuamente y
durante tiempos muy largos. Como dato curioso debemos mencionar que, pese a lo
que pudiera creerse, el plasma más caliente del Sistema Solar no se encuentra
en el núcleo del Sol. Existen evidencias de una región de plasma de alrededor
de 30 millones de grados de temperatura en la zona día de la magnetosfera de
Júpiter. Aunque esta región es de muy baja densidad y su presencia no es
constante, constituye sin lugar a dudas un interesante misterio de la física de
plasmas y seguramente un caso para Ripley.
En la esfera de plasma que constituye al Sol la
temperatura cambia de manera muy curiosa. Como ya mencionamos, la fuente de
energía del Sol se encuentra en su núcleo, que es una región en el interior
profundo de la estrella. Como de ahí sale el calor hacia afuera, es de esperar
que la temperatura del plasma solar disminuya hacia el exterior; y en efecto
así lo hace hasta la fotosfera. Pero después, repentinamente empieza a subir de
nuevo y la cromosfera y la corona son capas más calientes que la fotosfera. De
hecho, la temperatura en la corona solar alcanza valores del orden de 2 000 000
grados, no muy diferentes de la temperatura en el núcleo. La razón de este
aumento aún no está bien entendida, pero indudablemente tiene que ver con el
hecho de que el Sol sea un plasma y de que tenga un campo magnético. Todas las
explicaciones que se han intentado y que parecen funcionar se refieren a
fenómenos que sólo se dan en plasmas magnetizados. Si el Sol no fuera una
estrella magnética su atmósfera no podría ser tan caliente.
Pero el Sol sí es una estrella magnética y su corona
alcanza temperaturas tan altas que en ciertas regiones el plasma coronal vence
el confinamiento gravitacional y magnético y se lanza hacia el espacio a
velocidades vertiginosas. Estas regiones se conocen como hoyos
coronales y son las fuentes de lo que llamamos el viento
solar. Es este viento el plasma que fluye en el medio interplanetario,
arrastrando consigo el campo magnético del Sol y confinando a los campos
magnéticos de los planetas en cápsulas magnetosféricas. Este plasma constituye
de hecho una extensión del Sol, el cual rigurosamente se extiende hasta
envolver a todos los planetas y alcanza distancias mucho mayores que la órbita
de Plutón, el más lejano de ellos. Vivimos inmersos en el plasma solar; aunque
protegidos en nuestra propia esfera particular de plasma.
¿porque la plasma es muy importante?
La historia de una plasma en todas partes. Aunque casi
todo la materia del universo se encuentra en forma de plasma.
Comentario
El
tema a tratar es muy interesante para el público en general, ya que siendo el
cuarto estado de la materia, es muy conocido y hay muchas cosas que aprenden, porque
el plasma se manifiesta en todas partes; esta es la consideración de la autor.
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