Plasma är ”materiens fjärde tillstånd”, efter det välkända fasta ämnet, vätskor och gaser. Även om det är sällsynt på jorden, är plasma rikligt i hela universum och innehåller nästan 99 procent av känd materia. Stjärnor, blixtens kanter och jordens jonosfär består huvudsakligen av plasma. Plasma finns i gasform, men på grund av ett antal unika egenskaper anses det vara sitt eget materiatillstånd.
Förekomst av plasma
Plasma kan uppstå genom att utsätta material för mycket höga temperaturer, för strålning eller höga spänningar, som i en blixt. Vid låga temperaturer låser atomer samman för att bilda fasta ämnen, till exempel en kristall. Högre temperaturer lossar bindningarna mellan atomer, vilket gör att de blir flytande. Vid ännu högre temperaturer lossnar bindningarna mellan atomer ytterligare, vilket gör ämnen till gaser. Extremt höga temperaturer, som solens, avlägsnar några eller alla elektroner från atomerna, vilket skapar en ”soppa” av atomkärnor, joner och elektroner; detta är plasmatillståndet.
Konsistens av plasma
Precis som gaser och till skillnad från fasta ämnen driver och flyter plasma fritt; om de är inneslutna expanderar plasman för att fylla behållaren. Precis som gaser har plasma densitet och tryck. I det djupa rymden kan plasma vara extremt tunna och tunna, i genomsnitt cirka en atom per kubikcentimeter; däremot är plasman i solens kärna 10 gånger tätare än bly.
Plasmas egenskaper
Eftersom de består av friflytande elektriskt laddade partiklar har plasma flera unika egenskaper. I de flesta plasma förekommer protoner och elektroner i lika många, vilket gör den elektriskt neutral; men eftersom de flyter fritt påverkas plasma av elektriska och magnetiska fält på sätt som inte syns i andra former av materia. Dessa fält kan påverka plasma över stora avstånd, klämma, förvränga och forma dem, som i de stora, vridna flammorna som ses på solens yta.
Termiska och icke-termiska plasma
Ett termiskt plasma är en där elektronerna och jonerna har samma temperatur som omgivningen, till exempel i stjärnorna; som jämförelse är icke-termiska plasma fickor av energiska, laddade partiklar i en annars ”sval” miljö. Ett exempel på detta är de konstgjorda plasma som används av livsmedelsbranschen för att sterilisera färskvaror. I denna process dödar en plasmastråle bakterier; eftersom endast små mängder plasma behövs blandas dess atomer med rumstempererad luft och svalnar snabbt.
