Плазма - главный строительный материал Вселенной

Плазма — наиболее распространённое состояние вещества в природе, на неё приходится около 99% массы Вселенной. Однако самой науки, изучающей это агрегатное состояние вещества, исполняется всего 80 лет. Именно столько времени прошло с тех пор, как Нобелевский лауреат Ирвинг Ленгмюр впервые использовал слово "плазма".

Что такое плазма

Состояние вещества меняется в зависимости от температуры. Например, вода при отрицательных (по шкале Цельсия) температурах находится в твердом состоянии, в интервале от 0 до 100 °С — в жидком, выше 100 °С — в газообразном. Если температура продолжает расти, атомы и молекулы начинают терять свои электроны — ионизуются, и газ превращается в плазму. При температурах более 1000000 °С плазма полностью ионизована — она состоит только из электронов и положительных ионов.

Солнце, большинство звёзд, туманности — все они состоят из полностью ионизованной плазмы. Внешняя часть земной атмосферы — ионосфера — тоже стоит из плазмы. Полярные сияния, молнии, в том числе шаровые, — все это различные виды ионизированного газа, наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле.

В конце 1928 году Ирвинг Ленгмюр впервые использовал слово "плазма" для обозначения того, что сейчас принято называть четвертым агрегатным состоянием вещества. В своей работе для Национальной Академии наук США, он обозначил этим неологизмом "состояние, содержащее сбалансированный заряд ионов и электронов".

Само слово "плазма" позаимствовано из греческого языка и обозначает "вылепленный, сформировавшийся". Этим фонемой древние эллины называли яркие молнии, образующие сложный рисунок на небе.

История изучения плазмы

Четвертое агрегатное состояние вещества впервые было получено в 1879 году английским химиком и физиком сэром Уильямом Круксом. Однако, для того, чтобы выработать четкое научное представление о природе плазмы, потребовалось почти тридцать лет.

В настоящее время известно, что плазма представляет собой полностью или частично ионизированный газ, суммарный заряд которого равен или стремиться к нулю. Тем не менее, раздельное существование в газе ионов и электронов наделяет плазму свойствами, отличными от обычного газового состояния.

Работы Ирвинг Ленгмюра легли в основу физики плазмы — его первые эксперименты в этой области включали в себя исследования электропроводности плазмы и ее реакции при взаимодействии с магнитными полями.

Сам ионизированный газ вплоть до середины 70-ых, годов считался некоей "панацеей", способной решить все энергетические проблемы человечества. Позднее было обнаружено другое уникальное свойство плазмы — она способна зачищать и стерилизовать любые поверхности на атомарном уровне, заменяя традиционные "влажные" химические методы.

Плазменные технологии имею широкий спектр применений, особенно в области контролируемого ядерного синтеза. В быту плазма распространена в меньшей степени. Единственное практичное изделие для дома на основе плазменных технологий — это газоразрядный дисплей, более известный как "плазменная панель".