El universo visible está hecho, casi en su totalidad, de un estado de la materia que rara vez tocamos en nuestro día a día: el plasma. A menudo eclipsado por los sólidos, líquidos y gases, este «cuarto estado de la materia» es la clave para desbloquear una de las metas más ambiciosas de la humanidad: la fusión nuclear, la misma fuente de energía que hace brillar al Sol.
Para lograr una fuente de energía limpia, inagotable y segura, la ciencia actual se enfrenta al reto físico definitivo: cómo fabricar una estrella artificial y, sobre todo, cómo evitar que destruya el propio reactor que la contiene.
El cuarto estado: ¿Cómo se crea el plasma?
En la escuela nos enseñan que si calientas un trozo de hielo (sólido), se convierte en agua (líquido), y si lo calientas más, se transforma en vapor (gas). Pero ¿qué pasa si seguimos inyectando energía y elevamos la temperatura a niveles extremos?
Llegamos a la ionización. En un gas convencional, los átomos son eléctricamente neutros: los electrones orbitan alegremente alrededor de sus núcleos. Sin embargo, al alcanzar temperaturas de miles de grados, los choques entre átomos se vuelven tan violentos que los electrones son arrancados de sus órbitas.
El resultado es el plasma: una «sopa» caótica y ultracaliente de electrones libres y núcleos atómicos desnudos (iones positivos). Aunque el plasma se comporta en muchos aspectos como un fluido o un gas, tiene una diferencia fundamental: al estar compuesto por partículas cargadas, es un conductor eléctrico excelente y reacciona de forma espectacular a los campos magnéticos.
La autopista hacia la fusión nuclear
¿Por qué nos interesa tanto este caos subatómico? Porque el plasma es el único entorno donde puede ocurrir la fusión nuclear.
Para que dos núcleos atómicos (como el deuterio y el tritio, isótopos del hidrógeno) se fusionen y liberen una cantidad masiva de energía, primero deben unirse. Pero hay un problema físico: ambos tienen carga positiva y se repelen con una fuerza tremenda (la fuerza electromagnética).
Para vencer esa resistencia, los núcleos deben moverse a velocidades absurdas, lo que se traduce en una temperatura extrema: cerca de 150 millones de grados Celsius, diez veces más calor que en el centro del Sol. A esa temperatura, la materia solo puede existir en estado de plasma.
