پلاسما Plasma

پلاسما (Plasma) حالت چهارم ماده، پس از جامد و مایع و گاز، است. اگر گازی را آن‌قدر گرم کنند یا به آن انرژی بدهند که الکترون‌ها از اتم‌ها جدا شوند، مجموعه‌ای از یون‌ها و الکترون‌های آزاد پدید می‌آید که پلاسما نام دارد. اصطلاح «پلاسما» را ایروینگ لانگمویر در ۱۹۲۸ برای این حالت به کار برد. بنا بر برآوردها، بیشترِ مادهٔ معمولی (باریونی) جهان در این حالت است.

پلاسما چه ویژگی‌هایی دارد؟

پلاسما رفتاری متفاوت با گاز دارد، چون ذره‌هایش بار الکتریکی دارند:

• رسانای الکتریکی خوبی است.
• با میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی برهم‌کنش دارد و می‌توان آن را با آهنربا محصور کرد.
• در کل خنثی است، اما رفتار جمعی نشان می‌دهد؛ مثلاً امواجی در آن منتشر می‌شود.
• بار آزاد در پلاسما بار ذره‌های دیگر را «غربال» می‌کند و این اثر با «طول دبای» توصیف می‌شود.

پلاسما در طبیعت و فناوری

خورشید و بیشتر ستاره‌ها گوی‌هایی از پلاسمای داغ‌اند. باد خورشیدی جریانی از پلاسمایی است که از خورشید می‌وزد و مغناطیس‌سپهر زمین را شکل می‌دهد. شفق قطبی و رعد و برق نمونه‌هایی دیگر هستند. در زندگی روزمره هم لامپ‌های نئون، صفحهٔ تلویزیون‌های پلاسما و جوشکاری قوس برقی از پلاسما استفاده می‌کنند.

پلاسما و همجوشی هسته‌ای

در فیزیک ستاره‌ها، همجوشی هسته‌ای فقط در پلاسمای بسیار داغ و چگال رخ می‌دهد. پژوهشگران برای تولید انرژی همجوشی روی زمین، پلاسمای هیدروژن (دوتریوم و تریتیوم) با دمای بیش از صد میلیون درجه را در دستگاه‌هایی مثل توکامک با میدان مغناطیسی نگه می‌دارند تا به دیواره نخورد. فیزیک پلاسما همچنین برای فهم رفتار ماده در محیط‌های اخترفیزیکی مثل قرص‌های برافزایشی و تاج خورشید لازم است.

پرسش‌های رایج

### پلاسما چیست؟
پلاسما حالت چهارم ماده است؛ گازی یونیده شامل یون‌ها و الکترون‌های آزاد که رسانای برق است.

### پلاسما چه تفاوتی با گاز دارد؟
پلاسما بر خلاف گاز معمولی رسانای برق است و با میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی برهم‌کنش دارد، چون ذره‌هایش باردارند.

### نمونه‌های پلاسما کدام‌اند؟
خورشید، ستاره‌ها، رعد و برق، شفق قطبی و لامپ نئون نمونه‌هایی از پلاسما هستند.

### چرا پلاسما در همجوشی هسته‌ای مهم است؟
همجوشی هسته‌ای در پلاسمای بسیار داغ رخ می‌دهد، و برای تولید انرژی همجوشی باید پلاسما را با میدان مغناطیسی نگه داشت.