Enhver, der tog grundlæggende videnskab i ungdomsskolen, minder om lektionen om de tre sager, ikke? Det var den ene, hvor vi fik at vide, at sagen kommer i tre grundlæggende former: væske, fast stof og gas. Dette fungerer til den periodiske tabel med elementer og kan udvides til at omfatte næsten enhver forbindelse. Bortset fra måske til pisket fløde (den forbandede forbindelse fortsætter med at trodse forsøg som klassificering!) Men hvad nu hvis der var en fjerde tilstand for materie? Det opstår, når en tilstand af stof, der ligner gas, indeholder en stor del af ioniserede partikler og genererer sit eget magnetiske felt. Det kaldes plasma, og det er tilfældet med at være den mest almindelige type stof, der omfatter mere end nioghalv procent af stoffet i det synlige univers, og som gennemsyrer solsystemet, interstellare og intergalaktiske miljøer.
Den grundlæggende forudsætning bag plasma er, at opvarmning af en gas dissocierer dens molekylære bindinger og gør den til dens bestanddele atomer. Yderligere opvarmning fører til ionisering (tab af elektroner), der omdanner det til et plasma. Dette plasma defineres derfor af eksistensen af ladede partikler, både positive ioner og negative elektroner. Tilstedeværelsen af et stort antal ladede partikler gør plasmaet elektrisk ledende, så det reagerer stærkt på elektromagnetiske felter. Plasma har derfor egenskaber, der er helt ulige med faste stoffer, væsker eller gasser og betragtes som en særskilt stoftilstand. Som en gas har plasma ikke en bestemt form eller et bestemt volumen, medmindre det er lukket i en beholder. Men i modsætning til gas, under påvirkning af et magnetfelt, kan det danne strukturer som filamenter, bjælker og dobbeltlag. Det er netop af denne grund, at plasma bruges til konstruktion af elektronik, såsom plasma-tv'er og neonskilt.
Eksistensen af plasma blev først opdaget af Sir William Crookes i 1879 ved hjælp af en enhed, der i dag er kendt som et "Crookes-rør", et eksperimentelt elektrisk udladningsrør, hvori luft ioniseres ved anvendelse af en højspænding gennem en spændingsspole. På det tidspunkt mærkede han det "strålende stof" på grund af dets lysende kvalitet. Sir J.J. Thomson, en britisk fysiker, identificerede sagen i 1897 takket være hans opdagelse af elektroner og adskillige eksperimenter ved hjælp af katodestrålerør. Imidlertid var det først i 1928, at udtrykket ”plasma” blev myntet af Irving Langmuir, en amerikansk kemiker og fysiker, der tilsyneladende blev mindet om blodplasma.
Som allerede nævnt er plasmaer langt den mest almindelige fase af stof i universet. Alle stjerner er lavet af plasma, og endda rummet mellem stjernerne er fyldt med et plasma, omend en meget sparsom.
Vi har skrevet mange artikler om plasma til Space Magazine. Her er en artikel om plasmamotoren, og her er en artikel om sagens tilstand.
Hvis du vil have mere information om plasma, kan du tjekke disse artikler fra Chem4Kids og NASA Science.
Vi har også optaget en episode af Astronomy Cast alt om solen. Lyt her, afsnit 30: Solen, pletter og alt.
Kilder:
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
