Plazma

Egy plazmalámpa
Egy plazmalámpa

A fizikában és a kémiában a plazma ionizált gázt jelent, illetve a negyedik halmazállapotot a szilárd, folyadék és gáz mellett. Az ionizált itt azt jelenti, hogy az anyagot alkotó atomokról egy vagy többelektron leszakad és így a plazma ionok és szabad elektronok keveréke lesz. Az így keletkező elektromos töltés miatt a plazma elektromosan vezetővé válik és az elektromágneses mezőkkel kölcsönhat.

A halmazállapot e negyedik formáját először Sir William Crookes írta le 1879-ben, az elnevezés pedig Irving Langmuir nevéhez fűződik 1928-ban (a vérplazmára emlékeztette).

A látható Világegyetem anyagának 99%-a ebben a halmazállapotban van. A plazma magas hőmérsékleten alakul ki, létrehozásához legalább tízezer kelvint kell elérni, hogy az atommag pozitív töltését a hő leküzdje és az elektronok elszakadnak az atomból és ekkor megszűnik az elektronfelhő.

A plazma kinetikus hőmérséklete és sűrűsége széles tartományban változhat (103 – 108 K; 106 – 1030 részecske/m^(3)). Elektromos és mágneses térrel a plazma tulajdonságai térben és időben szabályozhatók. Forró plazma anyagi falakkal nem érintkezhet, ezért befogásához mágneses falakat és tükröket kell alkalmazni. A plazma elektromágneses sugárzó is, amelynek spektruma azonban eltér a feketetest-sugárzástól. A plazma fizikai tulajdonságait a magnetohidrodinamika írja le. Napjainkban széleskörű plazmakutatás folyik az univerzum mélyebb megismerésére, új gyártási eljárások és műszaki termékek (fényforrások, plazma-kijelzők) kialakítására és az emberiség számára oly fontos kontrollált magfúziós energiatermelés megvalósítására. Egy ilyen fúziós reaktor lehet a Tokamak, melynél egy toroid-csőbe zárt deutérium-trícium gázkeverékben magas hőmérsékletű plazmát hoznak létre nagy áramot indukálva, mely fűti a plazmát és ugyanakkor össze is nyomja a pinch-effektus hatására.