PLASMA EN TODAS PARTES

PLASMA EN TODAS PARTES.

La autora de este libro, Silvia Bravo, obtuvo su licenciatura en Física teórica y experimental en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), donde también logró su y el doctorado en Física. Fue investigadora titular del Instituto de Geofísica de la UNAM, así como docente en el área de estudios espaciales. 

Realizo la primera edición de esta obra Plasma en Todas Partes en el año 1994, pertenece a la Colección la Ciencia Para Todos núm. 38, del Fondo de Cultura   Económica. Escribió además el libro titulado Encuentro con una estrella (1987, 1997).

La obra se encuentra estructurada en un prólogo y seis capítulos contenidos en 79 hojas, en los dos primeros capítulos explica de manera detallada y con abundantes ejemplos que es el plasma, permitiendo al lector adentrarse a un tema no muy conocido; estableciendo como propósito fundamental del libro mostrar la gran abundancia de los plasmas naturales, y describir las características generales de esos plasmas que llenan el espacio o que componen o rodean los cuerpos que lo pueblan.

Posteriormente, en los siguientes capítulos nos invita a  realizar un viaje hacia el exterior para ir descubriendo los plasmas que se encuentran al alejarnos de la superficie de la Tierra. Empezando por los entornos plasmáticos de nuestro planeta y los demás planetas, describiendo después el plasma solar y el interplanetario y finalmente las estructuras de plasma que se encuentran fuera de nuestro sistema planetario y los plasmas que llenan los espacios interestelar e intergaláctico.

Capitulo I. Un acaparador poco conocido.

Explica que es un plasma, indicando que se le ha llamado el cuarto estado de la materia porque, en general, equivale a un estado de mayor energía; describe las formas de obtener un plasma: empleando altas temperaturas, por descargas eléctricas y por absorción de fotones, estableciendo que cualquier sustancia puede encontrarse en estado de plasma siempre que se den las condiciones para que toda ella o sólo una parte se encuentre ionizada, y que el plasma se estudia actualmente en el laboratorio, donde se produce artificialmente, y mediante observatorios (terrestres y orbitales) que registran las emisiones de los plasmas naturales que nos rodean hasta el infinito.

Detalla que aunque el dominio del plasma en el Universo se encuentra en forma de plasma, este estado no nos es familiar pues en nuestro entorno cercano es raro y efímero. Estamos rodeados de sólidos, líquidos y gases y solo aparecen plasma a momentáneamente el air, o mientras está encendida una lámpara fluorescente.

Junto con los plasmas (y en cierto modo como consecuencia de ellos) existen en todo el Universo campos magnéticos cuyas líneas permean al plasma, los cuales funcionan a veces como organizadores de la estructura del plasma y en otras ocasiones son arrastrados por el flujo de éste. En la naturaleza, plasmas y campos magnéticos son compañeros inseparables, Pero tampoco faltan las corrientes y campos eléctricos pues forman, junto con los plasmas y los campos magnéticos, una misma familia indivisible.

Capítulo II. El plasma visto de cerca.

Trata en primer lugar del descubrimiento del estado de plasma, haciendo de manera cronológica, señalando que fue hasta 1879 que se reconoció el estado de plasma como un estado de particular de la materia, distinto de los demás. Sin embargo, no fue hasta 1952 cuando los físicos estadunidenses, David Bohm y David Pines, consideraron por primera vez los movimientos colectivos de los electrones en los metales, que la aplicabilidad general del concepto del plasma se apreció totalmente.

Detalla las características de la materia en estado de plasma, manifestando que una de las principales es su capacidad de responder colectivamente a impulsos internos y externos, como consecuencia del gran alcance de las fuerzas electrostáticas que sienten entre sí las partículas cargadas que lo componen.

Otra de sus características es la de permanecer en un estado de cuasineutralidad, esto es, un estado en que la concentración de cargas positivas será prácticamente igual a la concentración de cargas negativas, aun en pequeñas regiones del espacio. Los movimientos colectivos y la cuasineutralidad son fundamentales para el estado del plasma, al grado que suele definirse como un sistema cuasinetralidad constituido por un gran número de partículas cargadas que exhiben movimientos colectivos.

Uno de los movimientos colectivos más rápidos e importantes dentro de un plasma es la oscilación de los electrones respecto a los iones. Estas oscilaciones se producen cuando se viola la cuasineutralidad del plasma y las fuerzas electrostáticas entran en acción como una fuerza restauradora. Como los iones son muchísimo más masivos que los electrones (los iones más ligeros, los protones son casi dos mil veces más masivos que los electrones) casi no se van a mover y la oscilación más notable es la de los electrones.

Estas oscilaciones son tan características que se les conoce como oscilaciones del plasma y a su frecuencia se le llama frecuencia del plasma. Sin embargo, cuando el plasma está atravesado por un campo magnético, que es el caso general en los plasmas espaciales, pueden ocurrir muchos otros tipos de oscilaciones. En el plasma existen muchas inestabilidades ya clasificadas y una buena parte de la investigación en la física de los plasmas consiste en entender mejor estas inestabilidades y encontrar la manera de controlarlas con la ayuda de campos magnéticos.

Finalmente destaca en este capítulo como “Un misterio no resuelto” el que los plasmas de muy baja densidad se comporten como fluidos. A este tipo de plasmas se les denomina plasmas sin colisiones.

Capitulo III. Plasmas en la atmosfera.

Indica que las observaciones directas de los plasmas cercanos a la Tierra son un excelente laboratorio para conocer el comportamiento de los plasmas más distantes, pues los plasmas del Sistema solar no sólo cubren un amplio rango de densidades, temperaturas y magnetizaciones, sino que presentan también una rica variedad de fenómenos desde sencillos hasta muy complejos. Por otra parte, estas observaciones constituyen también la única forma de apreciar ciertos fenómenos en los plasmas espaciales que no son reproducibles en un laboratorio terrestre.

La más cercana manifestación visible de los plasmas en la naturaleza es la aurora. Estas luces, de color amarillo verdoso, se ven casi todas las noches claras y su intensidad es suficiente como para poder leer. Por lo general, a través de los despliegues aurorales se transparentan las estrellas, pero cuando son muy brillantes ocultan la presencia de la Vía Láctea en el cielo. Aunque durante el día no se distinguen, el resplandor del cielo permanece en realidad todo el tiempo.

En 1896, Birkeland sugirió que las auroras resultan de que electrones de origen solar son guiados hacia los polos de la Tierra por las líneas del campo geomagnético. Llevó a cabo experimentos de laboratorio con una pequeña esfera magnetizada que tenía una superficie fluorescente, a la que llamó terrella (tierrita), sobre la que hacía incidir electrones para observar su comportamiento. Con estos experimentos se observó por primera vez en laboratorio la aparición de las regiones aurorales sobre la terrella.

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