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Anillos de plasma estable en condiciones al aire libre

22.11.2017

Numerosas películas de ciencia ficción a menudo presentan destellos de armas de plasma, armas que disparan ráfagas de plasma ionizado a alta temperatura. Sin embargo, el plasma, uno de los estados más misteriosos de la materia, existe en la Tierra solo durante breves relámpagos, dentro de letreros de neón, paneles de televisión de plasma y numerosas instalaciones científicas. Y solo recientemente, un grupo de científicos del Instituto de Tecnología de California logró obtener anillos de plasma estable al aire libre. Además, esto se hizo de manera bastante simple, con la ayuda de un chorro de agua a alta presión muy delgado y una placa de material cristalino especial.

El plasma generalmente se crea calentando la materia a una temperatura tan alta que los electrones se eliminan de los átomos y la materia se convierte en una "sopa" de iones y electrones libres. Tal plasma se llama plasma de alta temperatura, y es precisamente este plasma el que los científicos están tratando de obtener y estabilizar en las cámaras de los reactores termonucleares. También existe el plasma frío, que se obtiene ionizando un gas bajo la influencia de un campo eléctrico. Es este plasma el que se encuentra en los tubos de los letreros de neón, y los motores de iones espaciales funcionan debido a su creación.

El plasma que los científicos de California lograron sacar al aire libre pertenece a un nuevo tercer tipo. La división de las moléculas de agua en átomos y la ionización de los átomos se lleva a cabo debido a la alta energía cinética del movimiento del chorro de agua y la interacción de las moléculas con los átomos de la red cristalina de la placa. A diferencia de otros intentos de crear grupos de plasma en la atmósfera, que existieron durante no más de 10 milisegundos, los anillos de plasma de "agua" pueden existir durante un tiempo arbitrariamente largo hasta que un chorro de agua, que es una fuente de energía, golpea la placa de cristal.

El chorro de agua que golpea la placa tiene un diámetro de 85 micras. Una presión de 9 mil psi (unas 630 atmósferas) acelera un chorro de agua a una velocidad de 305 metros por segundo. Los científicos lo comparan con una corriente de agua tan gruesa como un cabello humano, moviéndose a la velocidad de una bala voladora.

“Algunos de nuestros colegas han argumentado que crear un plasma estable al aire libre es imposible”, dice Francisco Pereira (Francisco Pereira), uno de los investigadores, “pero logramos crear un anillo de plasma estable y mantenerlo durante tanto tiempo como necesitamos. Con esto, no necesitamos un vacío o un campo magnético o cualquier otra cosa".

Todavía es difícil decir cómo se puede utilizar en la práctica el nuevo método de creación de plasma. No obstante, los científicos creen que este método puede ser muy útil para la investigación en el campo de la física del plasma, y en la práctica se ve su uso en el campo de la acumulación y almacenamiento de energía.

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