El plasma: el estado de la materia que gobierna el universo (Rep. | ORBITECH

¿Qué es el plasma?

El plasma es un gas ionizado donde los electrones se liberan de los átomos, quedando iones positivos y electrones libres. $n_{i} \approx n_{e}$
Recuerda: plasma = átomos rotos + electrones sueltos = sopa de partículas cargadas.
Se forma cuando se añade suficiente energía (calor o campos eléctricos) para vencer la atracción nuclear.
¡Como cuando hierves agua, pero a millones de grados!
En la Tierra es raro, pero en el universo es el estado dominante: el 99% de la materia visible es plasma.
El espacio interestelar no está vacío: ¡está lleno de plasma!

n_{i} \approx n_{e}

Es conductor de electricidad porque contiene partículas cargadas móviles (iones y electrones). $\vec{J} = σ \vec{E}$
Si mueves un imán cerca de plasma, ¡generas corriente! (como en las estrellas).
Puede generar campos magnéticos propios debido al movimiento de sus cargas.
El Sol tiene campos magnéticos porque es plasma en rotación.
Responde a campos electromagnéticos externos (por eso los letreros de neón brillan).
¡El plasma es como un líquido que sigue la música de los imanes!

\vec{J} = σ \vec{E}

Los tubos fluorescentes de tu sala de clases usan plasma para producir luz blanca.
Busca los letreros de neón en Providencia (Santiago) que brillan con plasma a baja presión.
Los rayos durante tormentas en Concepción generan plasma temporalmente en la atmósfera.
Cada rayo es un canal de plasma de 30 000 °C: ¡más caliente que la superficie del Sol!
En el desierto de Atacama, el observatorio ALMA estudia plasma en galaxias lejanas usando radiotelescopios.
ALMA = Atacama Large Millimeter Array: el ojo chileno que ve el plasma del universo.
Las pantallas de plasma (tecnología antigua) funcionaban con gas ionizado para mostrar imágenes.
Si tu casa tiene una tele vieja, ¡era un trozo de plasma en tu living!

Las estrellas, como el Sol, son bolas de plasma a $1.5 \times 10^{7}$ K en su núcleo.
Sin plasma, no habría luz, ni calor, ni vida en la Tierra.
El viento solar (plasma expulsado por el Sol) crea las auroras en la Patagonia chilena.
La aurora austral es plasma del Sol chocando con el campo magnético de la Tierra.
Las nebulosas (como la de Orión) son nubes de plasma donde nacen nuevas estrellas.
¡El universo es una sopa gigante de plasma con estrellas como trocitos!
El espacio entre galaxias está lleno de plasma tenue llamado medio intergaláctico.
Incluso lo que parece vacío en el cosmos... ¡está lleno de plasma!

T_{núcleo solar} \approx 1.5 \times 10^{7} K

Frecuencia de plasma (oscilaciones de electrones): determina si el plasma es buen conductor. $ω_{p} = \sqrt{\frac{n_{e} e^{2}}{ϵ_{0} m_{e}}}$
Si $ω_{p} > 10^{4}$ rad/s, el plasma conduce electricidad como un metal.
Longitud de Debye (escala de blindaje eléctrico en plasmas): $λ_{D} = \sqrt{\frac{ϵ_{0} k_{B} T_{e}}{n_{e} e^{2}}}$
Mide qué tan lejos llega la influencia de una carga en el plasma.
Parámetro de plasma (criterio de cuasi-neutralidad): $N_{D} = \frac{4}{3} π n_{e} λ_{D}^{3}$
Si $N_{D} > 1$ , el plasma es cuasi-neutral (como en el Sol).

ω_{p} = \sqrt{\frac{n_{e} e^{2}}{ϵ_{0} m_{e}}}

El plasma fue observado por primera vez en 1879 por William Crookes.: Científico británico que estudió descargas eléctricas en gases a baja presión.
Irving Langmuir acuñó el término "plasma" en 1928.: Físico estadounidense que comparó el comportamiento del gas ionizado con el plasma sanguíneo.
ALMA, en el desierto de Atacama, estudia plasma en el universo distante.: Uno de los proyectos científicos más importantes de Chile, ubicado a 5 000 m de altura.
La aurora austral en la Patagonia chilena es plasma solar interactuando con el campo magnético terrestre.: Fenómeno visible en invierno en la Región de Magallanes y Antártica Chilena.
Un rayo en Chile libera energía equivalente a $5 \times 10^{9}$ J en plasma.: Suficiente para encender 100 000 ampolletas de 100 W por un segundo.