Investigadores de la Universidad de Columbia Británica (Vancouver, Canadá) han desarrollado una técnica que ha significado un gran paso que los acerca a descifrar los secretos de la más abundante forma de materia existente en el universo.
El plasma o gas ionizado, puede ser tan corriente como el que se encuentra en las bombillas de luz fluorescentes o exótico en extremo, tal como el expelido en una explosión termonuclear.
La atmósfera terrestre, en sus niveles más altos es -en esencia- plasma, así como los relámpagos y virtualmente todas las estrellas que resplandecen en el cielo nocturno.
Emisiones de plasma en la superficie del Sol.
© Crédito imagen: NASA
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Durante casi un siglo, los físicos han trabajado para desarrollar intrincadas teorías matemáticas que les permitan tratar con los estados del plasma, pero ha sido difícil dar con el conocimiento detallado sobre los constituyentes del plasma y sus dinámicas de interacción precisas.
Los plasmas convencionales son calientes, complejos y difíciles de caracterizar, tanto en la naturaleza como en el laboratorio.
Recientemente, algunos laboratorios han comenzado a trabajar con una nueva clase de plasma tan simple, que promete llevarnos a un nuevo nivel de entendimiento –de su naturaleza-.
Plasmas denominados ultra-fríos, son sistemas que se inician con átomos atrapados, enfriados a una fracción de un grado por encima del cero absoluto, para formar nubes de iones y electrones que están casi inmóviles. Con este control, los científicos han encontrado que es posible el estudio de los pasos elementales por medio de los cuales, el plasma atómico “nace y crece”.
Ahora, por primera vez, investigadores de la Universidad de Columbia Británica (UBC por sus siglas en inglés), han encontrado una forma de hacer plasma ultra-fría en base a moléculas. Partiendo de una muestra de gas enfriado en un haz molecular supersónico, un equipo liderado por Edward Grant, profesor y jefe del departamento de química de la UBC, ha formado un plasma de óxido nítrico, que posee iones y electrones a temperaturas tan frías, como el plasma producido con electrones atrapados.
Estos tipos de plasma duran 30 microsegundos o más, aunque a diferencia de los átomos, los iones moleculares pueden disociarse rápidamente, recombinándose con electrones. “Es sorprendente que nuestros plasmas hayan llegado a existir”, dice Grant. “Pensamos, que debido a la densidad de partículas altamente cargadas, creamos interferencia en la recombinación ión-electrón”.
Esta técnica, descrita en el más reciente volumen de la revista científica Journal Physical Review Letter, no solo produce plasmas de tres niveles de magnitud más densa que las producidas con átomos atrapados, sino que al parecer, alcanzan niveles más altos de correlación, un factor que describe el inicio del movimiento colectivo, similar a sustancias líquidas.
“Las moléculas representan el santo grial de la ciencia ultra-fría“, dice Grant. “La habilidad para escapar de -la técnica- de los átomos atrapados, es tremendamente liberadora y podría conducir a un campo de la física completamente nuevo”.
Grant agrega, que el entendimiento futuro del plasma ultra-frío a nivel molecular, puede llevarnos a un nuevo conocimiento de los planetas gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno en nuestro sistema solar), estrellas enanas blancas, fusión termonuclear y rayos X.
Artículo Original (en inglés)
Breakthrough Technique Unlocks Secret Of PlasmasVía: Astroseti
Imagen actualizada por la USNO
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