Όποιος πήρε στοιχειώδη επιστήμη στο δημοτικό σχολείο θυμάται το μάθημα για τις τρεις καταστάσεις της ύλης, σωστά; Αυτό ήταν που μας είπαν ότι η ύλη έρχεται σε τρεις βασικές μορφές: υγρό, στερεό και αέριο. Αυτό λειτουργεί για τον περιοδικό πίνακα στοιχείων και μπορεί να επεκταθεί ώστε να περιλαμβάνει σχεδόν οποιαδήποτε ένωση. Εκτός ίσως για κρέμα σαντιγί (αυτή η καταραμένη ένωση συνεχίζει να αψηφά τις προσπάθειες ταξινόμησης!) Αλλά τι γίνεται αν υπήρχε μια τέταρτη κατάσταση για την ύλη; Εμφανίζεται όταν μια κατάσταση ύλης παρόμοια με το αέριο περιέχει ένα μεγάλο μέρος ιονισμένων σωματιδίων και παράγει το δικό του μαγνητικό πεδίο. Ονομάζεται πλάσμα και τυχαίνει να είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος ύλης, που περιλαμβάνει περισσότερο από ενενήντα εννέα τοις εκατό της ύλης στο ορατό σύμπαν και η οποία διαπερνά το ηλιακό σύστημα, τα διαστρικά και τα διαγαλαξιακά περιβάλλοντα.
Η βασική προϋπόθεση πίσω από το πλάσμα είναι ότι η θέρμανση ενός αερίου διαχωρίζει τους μοριακούς δεσμούς του, καθιστώντας το στα συστατικά του άτομα. Η περαιτέρω θέρμανση οδηγεί σε ιονισμό (απώλεια ηλεκτρονίων), που το μετατρέπει σε πλάσμα. Αυτό το πλάσμα ορίζεται επομένως από την ύπαρξη φορτισμένων σωματιδίων, τόσο θετικών ιόντων όσο και αρνητικών ηλεκτρονίων. Η παρουσία μεγάλου αριθμού φορτισμένων σωματιδίων καθιστά το πλάσμα ηλεκτρικά αγώγιμο έτσι ώστε να ανταποκρίνεται έντονα σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Το πλάσμα, επομένως, έχει ιδιότητες σε αντίθεση με εκείνες των στερεών, υγρών ή αερίων και θεωρείται μια ξεχωριστή κατάσταση της ύλης. Όπως ένα αέριο, το πλάσμα δεν έχει καθορισμένο σχήμα ή ορισμένο όγκο, εκτός εάν περικλείεται σε δοχείο. Αλλά σε αντίθεση με το αέριο, υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου, μπορεί να σχηματίζει δομές όπως νήματα, δοκάρια και διπλά στρώματα. Γι 'αυτόν ακριβώς τον λόγο το πλάσμα χρησιμοποιείται στην κατασκευή ηλεκτρονικών, όπως τηλεοράσεις πλάσματος και σημάδια νέον.
Η ύπαρξη πλάσματος ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Sir William Crookes το 1879 χρησιμοποιώντας ένα συγκρότημα που σήμερα είναι γνωστό ως "Crookes tube", ένας πειραματικός σωλήνας ηλεκτρικής εκκένωσης στον οποίο ιονίζεται ο αέρας με την εφαρμογή μιας υψηλής τάσης μέσω ενός πηνίου τάσης. Εκείνη την εποχή, το χαρακτήρισε «λαμπερή ύλη» λόγω της φωτεινής ποιότητάς του. Κύριε J.J. Ο Thomson, Βρετανός φυσικός, αναγνώρισε τη φύση του θέματος το 1897, χάρη στην ανακάλυψή του για ηλεκτρόνια και πολλά πειράματα με τη χρήση καθοδικών σωλήνων. Ωστόσο, μόλις το 1928 ο όρος «πλάσμα» επινοήθηκε από τον Irving Langmuir, έναν Αμερικανό χημικό και φυσικό, ο οποίος προφανώς θυμήθηκε το πλάσμα του αίματος.
Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα πλάσματα είναι μακράν η πιο κοινή φάση της ύλης στο σύμπαν. Όλα τα αστέρια είναι φτιαγμένα από πλάσμα, και ακόμη και ο χώρος μεταξύ των αστεριών είναι γεμάτος με πλάσμα, αν και πολύ αραιός.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα σχετικά με το πλάσμα για το Space Magazine. Ακολουθεί ένα άρθρο σχετικά με τη μηχανή πλάσματος και εδώ είναι ένα άρθρο σχετικά με τις καταστάσεις της ύλης.
Αν θέλετε περισσότερες πληροφορίες για το πλάσμα, ρίξτε μια ματιά σε αυτά τα άρθρα από το Chem4Kids και το NASA Science.
Καταγράψαμε επίσης ένα επεισόδιο του Astronomy Cast σχετικά με τον Ήλιο. Ακούστε εδώ, επεισόδιο 30: Ο ήλιος, τα σημεία και όλα.
Πηγές:
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
