Creación y confinación de plasma: hágalo usted mismo en su cocina

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AVISO: ESTE POST MUESTRA UN EXPERIMENTO QUE EN POTENCIA PUEDE CREAR UN FUEGO O EXPLOSIÓN. SE RECOMIENDA NO REPETIRLO EN INTERIORES (Ver 2º vídeo).

El siguiente vídeo de un estudiante de la Universidad de Wisconsin muestra una ingeniosa manera de crear plasma (estado gaseoso ionizado a alta temperatura) y confinarlo durante unos segundos con materiales muy rudimentarios: una vela o cualquier pequeña fuente de llama, un vaso y un horno microondas:

Se debe colocar una pequeña llama (en este caso usó un trozo de papel previamente encendido) en el centro del plato del microondas. Después, se tapa casi completamente con un recipiente del material adecuado para permitir el paso de las microondas y que soporte las altas temperaturas que se alcanzarán. Vamos, un vaso de cristal viene perfectamente.

Obviamente, si el vaso se pone directamente encima de la llama, esta se apaga por falta de oxígeno. Para evitarlo, este estudiante rompió una muesca de cristal en el borde inferior. Aunque probablemente también funcione inclinando un poco el vaso con alguna cuña.

Después, basta cerrar la puerta y conectar la generación de microondas.

Lo que ocurre a nivel físico es lo siguiente: el fuego genera una pequeña llama. Las llamas en realidad son sólo la «parte brillante» del gas a altas temperaturas que genera la combustión de lo que sea que arde. Para alcanzar el cuarto estado de la materia, el plasma, se necesita aumentar aún más la temperatura del gas hasta conseguir que se ionice. Esto quiere decir que los átomos del gas «sueltan» electrones que entonces quedan libres en una especie de «gas de electrones».

Lámpara de plasma (inventada por N. Tesla): En este caso el plasma se genera mediante elevados voltajes en un entorno de gases enrarecidos.

El estado de plasma tiende naturalmente a desaparecer, volviendo los electrones a enlazarse con los átomos (ahora iones) y degenerando rápidamente en un gas corriente. Para alcanzar (y mantener) el estado de plasma hace falta, por tanto, un aporte constante de energía. Que en este experimento viene de la energía de microondas. El gas no se calienta por el mismo principio por el que se calientan los alimentos (calentamiento dieléctrico de enlaces polares), sino por disipasión debida a las corrientes eléctricas inducidas por el gran campo magnético generado por el magnetrón del horno microondas.
¡Ojo! No recomiendo que nadie repita el experimento. Pero si alguien quiere hacerlo, por favor que haga como este chico y se vaya a un sitio exterior, en mitad del campo o de un jardín donde en caso de que ocurra cualquier accidente se minimicen los daños.

En este otro vídeo se ve lo que puede ocurrir si la potencia del microondas es suficiente para mantener el plasma más tiempo de la cuenta: el cristal del contenedor (el vaso) puede calentarse mucho, y si no se deja enfriar el choque térmico de abrir la puerta puede hacer que explote:



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