Físicos generan una centella en el laboratorio.
Una centella como una nube de plasma es producida en una descarga subacuática. (Foto: D. Lange, IPP)
Los científicos en el grupo de estudio del Max-Planck-Institut für Plasmaphysik y de la Universidad Humboldt de Berlín han generado una centella en el laboratorio -o, para ser más exactos, una centella como una nube de plasma. Los físicos producen las bolas luminosas de plasma sobre una superficie de agua que dura casi medio segundo y de 10 a 20 centímetros de diámetro.
La centella se describe como un fenómeno luminoso que ocurre durante las tempestades. Es un misterio, sin embargo, cómo es que son visibles no como un breve flash, es decir apenas por microsegundos, sino que existen por varios segundos, es decir cientos de miles de veces lo que dura el destello del relámpago. Además personajes famosos tales como el filósofo romano Séneca, Plinio el viejo, Carlomagno y Enrique II de Inglaterra, y en épocas modernas los ganadores del premio Nóbel en física, Niels Bohr y Pjotr Kapitza, afirman haber observado este fenómeno.
Observadores menos famosos también divulgan encuentros inesperados con las centellas; el Internet ofrece más de un millón de entradas sobre el tema. Por otra parte, el fenómeno es tan raro que todavía no hay datos confiables disponibles. Por consiguiente, las dudosas tentativas de interpretación son tan desenfrenadas, que van de hoyos negros a mini explosiones nucleares y explicaciones esotéricas.
«Debido a esta incertidumbre se han hecho varios intentos para inducir el fenómeno bajo condiciones controladas en el laboratorio», informa el profesor Gerd Fussmann líder del grupo de estudio de física de plasmas del IPP y la HUB en Berlín. Un grupo de investigación que ya tuvo éxito en producir plasmoides con microondas -bolas luminosas de plasma que consisten en un gas ionizado- que sería justo clasificar como centella. Un efecto similar es causado por chispas eléctricas conducidas por materiales orgánicos. Hace aproximadamente cuatro años un grupo de estudio en San Petersburg utilizó con éxito descargas eléctricas sobre superficies de agua para producir formaciones luminosas esféricas que se parecen mucho al fenómeno natural. Para él es probable que los destellos del relámpago y el agua deben interactuar cuando ocurre una centella.
Estimulado por los experimentos rusos, el grupo de estudio de física de plasmas en Berlín está conduciendo investigaciones en las cuales los plasmoides se producen sobre una superficie de agua que tienen tiempos de vida de cerca de 0.3 segundos y diámetros de 10 a 20 centímetros. Esto implica encender de una descarga corta de alto voltaje en un tanque de agua; cuando decae una bola de plasma emerge de la superficie.
Aparte del poderoso banco de capacitores necesarios para proveer energía, el dispositivo experimental es algo simple: Un vaso de cristal lleno con agua salada que contiene dos electrodos que sobresalen, uno de los cuales es aislado del agua circundante por un tubo de arcilla. Cuando se aplica un alto voltaje, una corriente de hasta 60 amperios atraviesa el agua por 0.15 segundos. La descarga sobre el agua permite a la corriente entrar en el tubo de arcilla, donde hace que el agua contenida allí se evapore. Después del pulso aparece un plasmoide luminoso que consiste en moléculas de agua ionizadas.
El aparato puede generar «centellas impresionantes» de todos los colores posibles cada cinco minutos. Profesor Fussmann: «Porqué los fenómenos luminosos ocurren no es del todo claro: Continúan siendo visibles por cerca de 300 milisegundos después de que se ha parado la corriente y se ha cortado la entrada de energía; sin embargo, realmente deberían durar tan sólo unos milisegundos a lo más. Además, el plasma brilla muy intensamente, aunque los plasmoides parecen ser algo fríos. Una hoja de papel colocada sobre ellos consigue ser levantada, pero no coge el fuego».
Estos fenómenos físicos ahora desconcertantes deben ser clarificados en varias tesis. Esto reclama análisis sistemáticos de los procesos implicados -por ejemplo, por métodos espectroscópicos- y la comparación con las formulaciones teóricas existentes. «Aunque «la centella» no cabe directamente en el campo de investigación del IPP, viz. la investigación de plasmas extremadamente calientes, por ejemplo, es necesaria para una planta de energía de fusión», establece el profesor Fussmann, «es también un asunto atractivo de la física de plasma con la cual los estudiantes pueden adquirir conocimiento de técnicas de medición y de teorías sofisticadas de un fenómeno natural interesante.»
Fuente: Max-Planck-Institut