Кожен, хто взяв початкову науку в класі школи, згадує урок про три стани матерії, правда? Тоді нам сказали, що матерія складається у трьох основних формах: рідка, тверда та газова. Це працює для періодичної таблиці елементів і може бути розширено, щоб включати майже будь-яку сполуку. За винятком, можливо, збитого вершків (ця проклята сполука продовжує кидати спроби класифікації!) Але що робити, якщо для матерії існував четвертий стан? Він виникає, коли стан речовини, подібний до газу, містить велику частину іонізованих частинок і генерує власне магнітне поле. Його називають плазмою, і вона, як правило, є найпоширенішим типом матерії, що містить понад дев'яносто дев'ять відсотків речовини у видимому Всесвіті і пронизує сонячну систему, міжзоряне та міжгалактичне середовище.
Основна передумова плазми полягає в тому, що нагрівання газу дисоціює його молекулярні зв’язки, перетворюючи його на складові атоми. Подальше нагрівання призводить до іонізації (втрати електронів), що перетворює її в плазму. Тому ця плазма визначається наявністю заряджених частинок, як позитивних іонів, так і негативних електронів. Наявність великої кількості заряджених частинок робить плазму електропровідною, щоб вона сильно реагувала на електромагнітні поля. Таким чином, плазма має властивості, зовсім не схожі на тверді речовини, рідини або гази, і вважається виразним станом речовини. Як і газ, плазма не має певної форми або визначеного об'єму, якщо вона не міститься в ємності. Але на відміну від газу, під впливом магнітного поля він може утворювати такі структури, як нитки, промені та подвійні шари. Саме з цієї причини плазму використовують у побудові електроніки, наприклад плазмових телевізорів та неонових знаків.
Про існування плазми вперше виявив сер Вільям Крукс в 1879 році, використовуючи збірку, яка сьогодні відома як "труба Крукса", експериментальну електричну розрядну трубку, в якій повітря іонізується за допомогою високої напруги через котушку напруги. У той час він назвав його "променистою речовиною" через її світну якість. Сер Дж. Дж. Британський фізик Томсон визначив природу речовини в 1897 році завдяки своєму відкриттю електронів та численним експериментам за допомогою катодних променевих трубок. Однак, лише в 1928 році термін "плазма" був введений Ірвінг Лангмюром, американським хіміком і фізиком, якому, очевидно, нагадували плазму крові.
Як вже було сказано, плазма - це найпоширеніша фаза речовини у Всесвіті. Усі зірки зроблені з плазми, і навіть простір між зірками заповнений плазмою, хоч і дуже рідкою.
Ми написали багато статей про плазму для Space Magazine. Ось стаття про плазмовий двигун і ось стаття про стан речовини.
Якщо вам більше потрібна інформація про плазму, перегляньте ці статті від Chem4Kids та NASA Science.
Ми також записали епізод Астрономічної ролі про все Сонце. Слухайте тут, Епізод 30: Сонце, плями та все.
Джерела:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_%28physics%29
http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_tube
http://en.wikipedia.org/wiki/Charge_carrier
http://en.wikipedia.org/wiki/J._J._Thomson
http://en.wikipedia.org/wiki/Irving_Langmuir
http://www.plasmas.org/basics.htm
http://www.plasmas.org/what-are-plasmas.htm
