Plasma (estado de la materia)

En física y química, se denomina plasma (del latín plasma y del griego πλάσμα ‘formación’) al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están eléctricamente cargadas (ionizadas) y no poseen equilibrio electromagnético, por eso son buenos conductores eléctricos y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance.

[1]​ En cierta forma y de manera sintética, el plasma se puede caracterizar como un gas ionizado.

El plasma bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles.

[2]​ Los átomos de este estado se mueven libremente; cuanto más alta es la temperatura más rápido se mueven los átomos en el gas, y en el momento de colisionar la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de electrones.

[11]​[12]​ Mott-Smith recuerda, en particular, que el transporte de electrones de los filamentos termoiónicos le recordaba a Langmuir "la forma en que el plasma sanguíneo transporta los glóbulos rojos y blancos y los gérmenes".

[13]​ El plasma es el cuarto estado de la materia después del sólido, el líquido y el gas.

A su vez, esto gobierna el comportamiento colectivo con muchos grados de variación.

En un plasma de este tipo, los campos eléctricos desempeñan un papel dominante.

[27]​ Un plasma polvoriento contiene diminutas partículas de polvo cargadas (típicamente encontradas en el espacio).

Las partículas de polvo adquieren altas cargas e interactúan entre sí.

En tal caso se habla de un plasma neutro o casi-neutro.

En general puede haber varias especies de iones dentro del plasma, como moléculas ionizadas positivas (cationes) y otras que han capturado un electrón y aportan una carga negativa (aniones).

Estos sentirán la atracción de los iones en la dirección opuesta, se moverán hacia ella y comenzarán a oscilar en torno a la posición original de equilibrio.

Por lo general las partículas de una determinada especie localizadas en un punto dado no tienen igual velocidad: presentan por el contrario una distribución que en el equilibrio térmico es descrita por la distribución de Maxwell-Boltzmann.

[cita requerida] En tal caso, se menciona la temperatura que correspondería a una velocidad cuadrática media determinada.

Estas asunciones o aproximaciones razonables no son estrictamente ciertas pero permiten entender fenómenos que serían difíciles de tratar en modelos más detallados.

Por supuesto, no todas las especies han de ser descritas de una misma forma: por ejemplo, debido a que los iones son mucho más pesados que los electrones, es frecuente analizar la dinámica de los últimos tomando a los iones como inmóviles o estudiar los movimientos de los iones suponiendo que los electrones reaccionan mucho más rápido y por tanto están siempre en equilibrio termodinámico.

Esta simplificación es la que adoptan los llamados modelos numéricos Particle-In-Cell (PIC; Partícula-En-Celda): el espacio del sistema se divide en un número no muy grande de pequeñas celdas.

En el caso particular en el que las colisiones son despreciables la ecuación de Boltzmann se reduce a la Ecuación de Vlasov, demostrada por Anatoly Vlasov.

Por otra parte, los modelos cinéticos constituyen la base de los estudios analíticos sobre plasmas calientes.

Lamentablemente en muchos casos estas ecuaciones son excesivamente complejas e inmanejables; hay que recurrir entonces a simplificaciones adicionales.

Las luces de neón generan luz gracias al neón en estado de plasma que hay en su interior.
Una pista de plasma de transbordador espacial Atlantis durante la reentrada en la atmósfera de la Tierra , como se ha visto desde la Estación Espacial Internacional
Arco de energía, electrodo central de una lámpara de plasma
Microcampo de plasma calculado con una simulacion N-body . Nota: Los electrones rapidos y los iones lentos. Resembla un cuerpo fluido
El Sol quizás sea el ejemplo de plasma más identificable. [ 29 ] [ 30 ]
Las LCF son ejemplo de aplicación del plasma
Los relámpagos son un plasma que alcanza una temperatura de 27 000 °C .