Plasma

În fizică, plasma reprezintă o stare a materiei, fiind constituită din ioni, electroni și particule neutre (atomi sau molecule), denumite generic neutri. Poate fi considerată ca fiind un gaz total sau parțial ionizat, pe ansamblu neutru din punct de vedere electric. Totuși, este văzută ca o stare de agregare distinctă, având proprietăți specifice. Temperatura plasmei obținute în laborator poate lua valori diferite pentru fiecare tip de particulă constituentă. De asemenea, aprinderea plasmei depinde de numeroși parametri (concentrație, câmp electric extern), fiind imposibilă stabilirea unei temperaturi la care are loc trecerea materiei din stare gazoasă în plasmă. Datorită sarcinilor electrice libere plasma conduce curentul electric și este puternic influențată de prezența câmpurilor magnetice externe. În urma ciocnirilor dintre electroni și atomi pot apărea fenomene de excitare a atomilor, urmate de emisie de radiație electromagnetică. Dacă frecvența radiației emise are valori în domeniul vizibil, se pot observa fenomene luminoase. Atunci când energia electronilor este suficient de mare, atomii sunt ionizați, creându-se noi sarcini, pozitive și negative. Plasma este considerată, într-o bună aproximație, un mediu neutru format din particule pozitive și negative. O definiție mai riguroasă impune respectarea anumitor criterii. Acestea se stabilesc în funcție de lungimea de ecranare Debye ce reprezintă distanța pe care sunt ecranate câmpurile electrice externe. În primul rând, sistemul trebuie să conțină un număr foarte mare de particule ce interacționează colectiv, adică o particulă influențează vecini situați la distanțe mari, nu doar pe cei apropiați. Acest criteriu este îndeplinit atunci când numărul de electroni cuprinși în sfera de influență a unei particule este mare. Interacțiunile puternice determină un răspuns colectiv la acțiunea câmpurilor electrice și magnetice. Raza sferei de influență se consideră egală cu lungimea Debye. De asemenea, dimensiunile coloanei de plasmă trebuie să fie mult mai mari decât lungimea Debye. Aceasta asigură cvasineutralitatea plasmei întrucât câmpurile externe sunt ecranate, plasma rămânând cvasineutră aproape în întreg volumul său. Interacțiunile din interiorul plasmei sunt mult mai importante decât cele de la suprafață, unde apar efecte de margine. Pe scurt, plasma este un sistem fizic format dintr-un număr foarte mare de particule neutre (atomi în stare fundamentală sau în stări excitate, fotoni) și particule încărcate electric (ioni pozitivi și negativi, electroni) ale căror proprietăți sunt determinate de interacțiunile colective și care, macroscopic, apare neutră din punct de vedere electric.