Τι είναι το πλάσμα;

Το πλάσμα είναι μια φάση της ύλης που διακρίνεται από στερεά, υγρά και αέρια. Είναι η πιο άφθονη φάση της ύλης στο σύμπαν. τόσο τα αστέρια όσο και η διαστρική σκόνη αποτελούνται από αυτό. Αν και είναι η δική του φάση της ύλης, συχνά αναφέρεται ως ιονισμένο αέριο. Αυτό είναι παρόμοιο με ένα κανονικό αέριο, με τη διαφορά ότι τα ηλεκτρόνια έχουν απογυμνωθεί από τα αντίστοιχα νουκλεόνια τους και επιπλέουν ελεύθερα μέσα στο υλικό. Ακόμα κι αν μόνο το 1% των ατόμων έχει χάσει τα ηλεκτρόνια του, ένα αέριο θα εμφανίσει συμπεριφορά παρόμοια με το πλάσμα.

Ηλεκτρικά αγώγιμο και με δυνατότητα χειρισμού από μαγνητικά πεδία, το πλάσμα μπορεί να βρεθεί σε ποικίλα καθημερινά περιβάλλοντα, όπως τηλεοράσεις, λαμπτήρες φθορισμού, επιγραφές νέον, φωτολιθογραφικές μηχανές χάραξης, φλόγες, κεραυνούς, το βόρειο σέλας, πηνία tesla και άλλα.

Τα πλάσματα ποικίλλουν ευρέως. Ορισμένες παράμετροι που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμησή τους είναι ο βαθμός ιονισμού, η θερμοκρασία, η πυκνότητα του μαγνητικού πεδίου και η πυκνότητα των σωματιδίων. Για παράδειγμα, το αέριο σε μια φλόγα κεριού είναι πολύ ελαφρώς ιονισμένο, ενώ ο αέρας στη διαδρομή ενός κεραυνού είναι πολύ ιονισμένος. Ορισμένες μορφές είναι πολύ χαμηλής θερμοκρασίας, όπως το διαγαλαξιακό μέσο, ​​ενώ άλλες είναι πολύ υψηλής θερμοκρασίας, όπως το κέντρο ενός αστεριού.

Σε αντίθεση με τα αέρια, τα οποία αποτελούνται από ουδέτερα άτομα, τα φορτισμένα πλάσματα έχουν ξεχωριστά συστατικά που συμπεριφέρονται από μόνα τους. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, ενώ οι πυρήνες, χωρίς ηλεκτρόνια, είναι θετικά φορτισμένα ιόντα. Τα περισσότερα πλάσματα εξακολουθούν να περιέχουν ολόκληρα άτομα που είναι επίσης ηλεκτρικά ουδέτερα. Δεδομένου ότι καθένα από αυτά τα συστατικά μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά ως απόκριση σε αλλαγές στις εξωτερικές και εσωτερικές συνθήκες, μπορεί να εμφανιστεί μια ποικιλία σύνθετων κυματοειδών φαινομένων.

Τα φαινόμενα πλάσματος μπορούν να παρατηρηθούν με ασφάλεια στο σπίτι με τη χρήση μιας μπάλας πλάσματος. Αυτή η συσκευή εκτελεί ένα ηλεκτρικό πεδίο μέσω ενός φορτισμένου αερίου που περιέχεται σε μια γυάλινη σφαίρα. Όταν ένα άτομο αγγίζει την άκρη του πλανήτη, το ιονισμένο αέριο αποκρίνεται στέλνοντας ορατά νήματα στο δάχτυλο του ατόμου, δείχνοντας την τάση ενός ηλεκτρικού φορτίου να «γειώνεται». Πολύπλοκα, φράκταλ μοτίβα μπορούν να φανούν μέσα στην μπάλα.

Επειδή το πλάσμα μπορεί να περιέχεται από μαγνητικά πεδία, μπορεί να γίνει πολύ ζεστό χωρίς να διαχέεται η θερμότητα σε ένα περιβάλλον μέσο. Αυτοί που μετρούν εκατομμύρια βαθμούς Kelvin έχουν παραχθεί σε ειδικές συσκευές που ονομάζονται αντιδραστήρες tokamak. Στο όχι και πολύ μακρινό μέλλον, οι άνθρωποι μπορεί να χρησιμοποιούν τακτικά υπερθερμασμένο πλάσμα για να ξεκινήσουν αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που παράγουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας.