PLASMA: O QUARTO ESTADO DA MATÉRIA
As estrelas sempre causaram fascínio sobre os homens. A observação do céu estrelado é um costume que se perde na imemorial noite dos tempos! Civilização após civilização tem olhado para o céu, tanto pelo prazer da investigação científica, como pela admiração contemplativa. A época do Natal, por exemplo, tem sua decoração específica e as estrelas fazem parte dela, tamanha é a influência que exercem sobre o psiquismo humano. Douradas, prateadas, na forma de um pentágono (cinco pontas), cintilam sobre o pinheiro natalino. Mas, afinal de contas, o que são estrelas?
Esta questão, respondida recentemente pela moderna astronomia, leva em conta propriedades e parâmetros, tais como composição química, propriedades físicas, distâncias a que se encontram da Terra etc. Uma revelação de extrema importância, quanto ao estado físico deste tipo de astro, é que a matéria ali contida se apresenta na forma de um quarto estado denominado plasma.
A matéria comum, encontrada em nosso meio, apresenta-se de forma bastante familiar nos três estados físicos bem definidos: sólido líquido e gasoso. Apesar desta familiaridade, o mundo material ainda pode apresentar-se em dois outros importantes estados: plasma e o condensado de Bose.
Estrelas são enormes esferas gasosas, compostas principalmente de hidrogênio e cujo raio é estimado em trilhões de quilômetros. Como todos os corpos que têm massa se atraem gravitacionalmente, as partículas deste gás, obedecendo tal lei, são atraídas para o centro e adquirem energia cinética ou de movimento.
Quando atingem o centro e param de “cair”, esta energia é transformada em calor e a quase estrela começa a se aquecer. Com o aquecimento, inicia-se o processo de emissão de radiação; no início, a radiação emitida corresponde ao calor infravermelho - radiação de calor e invisível para nós. Depois, conforme a temperatura vai aumentando, a radiação emitida é luminosa e visível.
Com o aumento da temperatura os átomos se dissociam, isto é, os elétrons escapam da atração eletrostática que os núcleos exercem sobre eles. O gás, agora, é constituido de elétrons e núcleos separados e não mais de átomos inteiros. O plasma é, portanto, o estado da matéria em que os átomos foram desmanchados pelo efeito das altíssimas temperaturas, constituindo-se num conjunto eletricamente condutor de partículas carregadas.
Hoje, sabemos que o plasma é uma forma de matéria muito abundante no Universo, correspondendo a 99% da matéria disponível e observável. Por ser condutor e responder a campos elétricos e magnéticos, e ainda ser uma fonte eficiente de radiação, o plasma pode ser utilizado em inúmeras aplicações tecnológicas.
Em nossas casas, encontramos como exemplo da utilização de plasma alguns eletrodomésticos bastante usuais como as lâmpadas fluorescentes e os monitores de computador e TV.
No caso das lâmpadas, existe em seu interior uma atmosfera de plasma a baixa pressão e eletrodos dispostos lateralmente, de tal forma que a luz emitida pela lâmpada é uma conseqüência direta da excitação do material luminescente, que a reveste internamente. Desta forma, uma luz fria e branca pode ser conseguida com vantagens de baixo consumo de energia, o que tem reflexos positivos para economia doméstica ou industrial.
Nos monitores de computador e de TV, a produção de luz, apesar de seguir o mesmo princípio de funcionamento das lâmpadas fluorescentes, é significativamente mais complexa. Por se tratar de luz colorida, o feixe de excitação deve atuar sobre três tipos de materiais luminescentes de naturezas diferentes os quais, combinados convenientemente, geram as imagens coloridas tão familiares.
Quanto ao quinto estado da matéria – o condensado de Bose – ele foi previsto teoricamente por Albert Einstein em 1925 e confirmado, experimentalmente em laboratório, no ano de 1995. A matéria nesse estado tem um comportamento análogo ao da luz.
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