Någon som tog grundvetenskap på grundskolan påminner om lektionen om de tre staterna i materien, eller hur? Det var den där vi fick höra att materien kommer i tre grundläggande former: vätska, fast substans och gas. Detta fungerar för den periodiska tabellen över element och kan utökas till att omfatta nästan alla föreningar. Förutom kanske för vispad grädde (den fördömliga föreningen fortsätter att trotsa försök som klassificering!) Men vad händer om det fanns ett fjärde tillstånd för materien? Det inträffar när ett tillstånd av materia som liknar gas innehåller en stor del av joniserade partiklar och genererar sitt eget magnetfält. Det kallas plasma, och det råkar bara vara den vanligaste typen av materia, som består av mer än nittionio procent av material i det synliga universum och som genomsyrar solsystemet, interstellära och intergalaktiska miljöer.
Den grundläggande förutsättningen bakom plasma är att uppvärmning av en gas dissocierar dess molekylära bindningar, vilket gör den till dess beståndsdelar atomer. Ytterligare uppvärmning leder till jonisering (förlust av elektroner), vilket förvandlar den till en plasma. Denna plasma definieras därför av förekomsten av laddade partiklar, både positiva joner och negativa elektroner. Närvaron av ett stort antal laddade partiklar gör plasma elektriskt ledande så att den reagerar starkt på elektromagnetiska fält. Plasma har därför egenskaper ganska till skillnad från fasta ämnen, vätskor eller gaser och anses vara ett tydligt ämnesläge. Liksom en gas har plasma inte en bestämd form eller en bestämd volym såvida den inte är innesluten i en behållare. Men till skillnad från gas, under påverkan av ett magnetfält, kan det bilda strukturer som filament, balkar och dubbla skikt. Det är just av detta skäl som plasma används vid konstruktion av elektronik, till exempel plasma-TV-apparater och neonskyltar.
Förekomsten av plasma upptäcktes först av Sir William Crookes 1879 med hjälp av en enhet som idag kallas ett "Crookes-rör", ett experimentellt elektriskt urladdningsrör där luft jonas genom applicering av en högspänning genom en spänningsspole. Vid den tiden märkte han den "strålande materia" på grund av dess lysande kvalitet. Sir J.J. Thomson, en brittisk fysiker, identifierade materiens natur 1897 tack vare hans upptäckt av elektroner och många experiment med katodstrålerör. Det var emellertid först 1928 som termen "plasma" myntades av Irving Langmuir, en amerikansk kemist och fysiker, som tydligen påminde om blodplasma.
Som redan nämnts är plasma överlägset den vanligaste materiefasen i universum. Alla stjärnorna är gjorda av plasma, och till och med utrymmet mellan stjärnorna är fylld med en plasma, om än mycket gles.
Vi har skrivit många artiklar om plasma för Space Magazine. Här är en artikel om plasmamotorn, och här är en artikel om materiens tillstånd.
Om du vill ha mer information om plasma, kolla in dessa artiklar från Chem4Kids och NASA Science.
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast allt om solen. Lyssna här, avsnitt 30: The Sun, Spots and All.
källor:
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
