IL QUARTO STATO DELLA MATERIA OVVERO IL PLASMA...

a cura di Nextia J. Rosebud

Il Plasma, questo sconosciuto... infatti fino a 100 anni fa se ne ignorava l'esistenza.
Scoperto dall'inglese William Crookes, costituisce quasi il 99% dell'universo a noi visibile.
Si affianca ai più noti stati di aggregazione della materia: solido, liquido e gassoso, anche se è molto più abbondante dei tre messi insieme, è stato definito come un gas incandescente dalle particolarità elettriche e magnetiche. In natura lo si trova un po' dappertutto e viene utilizzato per molteplici scopi.
Esistono diversi tipi di plasma che divergono fra di loro soprattutto per quanto riguarda l'intensità del calore sprigionato dallo stesso fenomeno e la densità delle molecole che lo compongono, ma una cosa accomuna tutto il variegato popolo dei plasma: è la composizione microscopica. Essa è formata da particelle elettricamente cariche (elettroni e ioni).
Abbiamo dunque visto che gli elementi caratteristici del plasma sono la temperatura elevata e le particelle atomiche caricate elettricamente da ciò si deduce che il quarto stato di aggregazione della materia viene formato da una sorta di 'evaporazione' degli elettroni di un atomo attraverso l'azione di svincolo dei legami provocata da una ipertermia. In pratica per formare il plasma occorre riscaldare un gas fino a far 'spezzare' la coesione tra le particelle che lo compongono e questa coesione spezzata è tanto più forte, quanto è più elevata la temperatura.
Quindi, tutto il nostro Universo, in principio (ossia dopo il Big Bang), era formato da plasma e tale fu la sua composizione per i primi 300 mila anni della sua vita. Successivamente, la temperatura iniziò a scendere fino a raggiungere quote inferiori ai mille gradi Celsius ed i singoli elementi costitutivi degli atomi cominciarono a formare le prime coesioni atomiche (componendo così il primo atomo di idrogeno, il più semplice in assoluto).
Ancora oggi, gran parte dell'Universo a noi visibile è formato da plasma (le nebulose e le stelle stesse sono fatte interamente da plasma), ma non solo lo spazio aperto è ricco di plasma: anche molti dei fenomeni che ci circondano sono emanazioni plasmatiche. Alcuni esempi sono: i fulmini, il vento solare, le aurore boreali, i getti blu, gli sprites e gli elfi... ma cosa sono queste ultime manifestazioni???
I getti blu sono una sorta di lapilli di colore blu, che nascono a dieci chilometri d'altezza e viaggiano a Mach >100, formando una specie di cono che raggiunge la vertiginosa altezza di 40 chilometri dalla superficie terrestre.
Gli sprites sono invece della macchie colorate, che originano dalla mesosfera oltre i 50 km di quota.
Per ultimo, gli elfi sono dei cerchi luminosi che spesso si associano agli sprites.
Come detto in precedenza ci sono vari tipi di plasma, praticamente uno per gas e tra loro differiscono (oltre che per la temperatura di attivazione della scomposizione) anche dal colore della manifestazione: l'idrogeno dà un plasma di colore verde; l'ossigeno, rosso, l'azoto può generare sia il rosa che il viola.
Nell'industria il plasma viene tranquillamente utilizzato nel settore tessile per modificare le caratteristiche dei vari tessuti, attraverso un trattamento al plasma detto 'a bassa pressione' in cui la parte superficiale del tessuto stesso viene privata o eccessivamente caricata elettricamente tanto da renderla: idrofoba, idrofila o antistatica Le altre applicazioni industriali del quarto stato di aggregazione della materia, sono:
- I tubi di illuminazione al neon, in cui il gas nobile riceve una scarica elettrica che provoca la scissione del legame atomico tra i suoi protoni, neutroni ed elettroni; questi ultimi vanno a depositarsi sul tubo di vetro, dove era stato precedentemente spalmata della polvere di fosforo. Il fosforo a contatto con gli elettroni fuori orbita atomica, si accende, facendo sì che la lampada illumini le zone circostanti di una luce bianca piuttosto brillante. Se non ci fosse il fosforo, la luce del neon sarebbe blu o rossa.
- Gli schermi ad alta definizione, nati inizialmente per i televisori dai grandi formati, il cui principio di funzionamento è identico a quello delle luci al neon.
- Il modellamento del silicio, attraverso il plasma etching, per formare i circuiti che rendono possibile la costruzione dei microchips.
- La costruzione ex novo di materiali che presto potranno rendere più sicuri e veloci i microprocessori del domani.
- La possibilità di sterilizzare del tutto acqua ed altre sostanze senza fare loro perdere le peculiari caratteristiche organolettiche, o la depurazione di scarichi (organici o non organici), senza la produzione di diossine, che tutt'oggi continuano a venir espulse durante i procedimenti di smaltimento degli inceneritori.
- La possibilità, per il momento ancora lontana, di poter riprodurre in laboratorio la combustione nucleare che alimenta il Sole e le altre stelle.
Sarebbe una fonte inesauribile di energia pulita, economica ed illimitata.
La teoria già esiste: consta nel condensare un plasma di trizio, per un tempo abbastanza lungo, sfruttando campi elettrici e magnetici; contemporaneamente a ciò, fasci di luce coerente vengono indirizzati verso il plasma per far innescare la fusione nucleare (per cui due atomi di trizio si fondono per formarne uno di elio, liberando nel contempo, energia). Ma per il momento il procedimento è ancora presente solo sulla carta, poiché il suo costo iniziale è... alle stelle, appunto!