پلاسما چیست؟

پلاسما چیست؟

به طور کلی نیروی الکترومغناطیسی برای ایجاد ساختار مشاهده می شود: به عنوان مثال ، اتم ها و مولکول های پایدار ، مواد جامد بلوری. در واقع ، گسترده ترین عواقب مورد مطالعه نیروی الکترومغناطیسی ، ماده شیمی و فیزیک حالت جامد را تشکیل می دهد ، که هر دو رشته توسعه یافته برای درک اساساً ساختارهای ساکن هستند.  

سیستم های ساختاری دارای انرژی اتصال دهنده بزرگتر از انرژی گرمایی محیط هستند. در یک محیط گرم و گرم قرار می گیرند ، تجزیه می شوند: به عنوان مثال ، کریستال ها ذوب می شوند ، مولکول ها جدا می شوند. در دمای نزدیک یا بیش از انرژی های یونیزاسیون اتمی ، اتم ها به طور مشابه به الکترون های دارای بار منفی و یون های با بار مثبت تجزیه می شوند. این ذرات باردار به هیچ وجه آزاد نیستند: در واقع ، آنها به شدت تحت تأثیر میدان های الکترومغناطیسی یکدیگر قرار می گیرند. با این وجود ، از آنجا که اتهامات دیگر محدود نیستند ، مجموعه آنها قادر به حرکات جمعی با شدت و پیچیدگی بیشتری خواهد بود. به چنین مجموعه ای پلاسما گفته می شود.

البته ، سیستم های متصل می توانند پیچیدگی شدید ساختار را نشان دهند: به عنوان مثال ، یک مولکول پروتئین. پیچیدگی در یک پلاسما تا حدودی متفاوت است ، که به لحاظ مکانی به اندازه مکانی بیان می شود. این غالباً با تحریک تنوع عظیمی از حالتهای دینامیکی جمعی مشخص می شود.

از آنجا که تجزیه حرارتی پیوندهای بین اتمی را قبل از یونیزاسیون می شکند ، بیشتر پلاسمای زمینی به صورت گاز آغاز می شوند. در حقیقت ، یک پلاسما گاهی اوقات به عنوان گازی تعریف می شود که به اندازه کافی یونیزه می شود تا رفتار شبه پلاسما را نشان دهد. توجه داشته باشید که پس از یونیزاسیون بخش کوچکی از گاز ، رفتار شبه پلاسما ایجاد می شود. بنابراین ، گازهای یونیزه شده با کسری بیشتر پدیده های عجیب و غریب مشخصه گازهای کاملا یونیزه را به نمایش می گذارند.

پلاسمای حاصل از یونیزاسیون گازهای خنثی معمولاً حاوی تعداد مساوی حامل های بار مثبت و منفی است. در این شرایط ، مایعات با بار مخالف به شدت جفت می شوند و تمایل دارند الکتریکی یکدیگر را در مقیاس های ماکروسکوپی خنثی کنند. این پلاسما ها شبه خنثی نامیده می شوند ("شبه" زیرا انحرافات کم از بی طرفی دقیق پیامدهای پویایی مهمی برای انواع خاصی از حالت پلاسما دارد). پلاسمای کاملاً غیر خنثی ، که حتی ممکن است فقط دارای یک علامت باشد ، در درجه اول در آزمایش های آزمایشگاهی رخ می دهد: تعادل آنها به وجود میدان های مغناطیسی شدید بستگی دارد که مایع باردار در مورد آنها می چرخد.

بعضی اوقات اظهار می شود که 95٪ (یا 99٪ ، بسته به اینکه می خواهید چه کسی را تحت تأثیر قرار دهید) محتوای باریونیک جهان از پلاسما تشکیل شده است. این گفته شایستگی مضاعفی دارد که برای فیزیک پلاسما بسیار چاپلوس کننده است و تأیید (یا تأیید) آن کاملاً غیرممکن است. با این وجود ، باید به شیوع حالت پلاسما اشاره کرد. در دوره های اولیه جهان ، همه چیز پلاسما بود. در عصر حاضر ، ستاره ها ، سحابی ها و حتی فضای بین ستاره ای از پلاسما پر شده اند. منظومه شمسی نیز به صورت باد خورشیدی با پلاسما آغشته شده و زمین کاملاً توسط پلاسمای محصور شده در میدان مغناطیسی خود احاطه شده است.

یافتن پلاسمای زمینی نیز کار سختی نیست. آنها در رعد و برق ، لامپهای فلورسنت ، انواع آزمایشات آزمایشگاهی و مجموعه ای از فرآیندهای صنعتی در حال رشد هستند. در حقیقت ، اخیراً تخلیه درخشش به تکیه گاه اصلی صنعت ساخت مدارهای میکرو تبدیل شده است. سیستم های مایع و حتی حالت جامد می توانند گاهی اوقات اثرات الکترومغناطیسی جمعی مشخصه پلاسما را نشان دهند: به عنوان مثال ، جیوه مایع حالت های دینامیکی زیادی مانند امواج Alfvén را نشان می دهد که در پلاسمای معمولی رخ می دهد.