Плазменное состояние вещества: основные свойства и применение

Плазма в жидкостях

Переходя к конкретным примерам структур, начнем с рассмотрения плазменных подсистем в конденсированном веществе. Среди жидкостей следует прежде всего назвать жидкие металлы – пример, которому отвечает плазменная подсистема – однокомпонентная плазма носителей-электронов. Строго говоря, к интересующему нас разряду следовало бы отнести и жидкости-электролиты, в которых имеются носители – ионы обоих знаков. Однако по разным причинам электролиты не относят к данному разряду. Одна из них состоит в том, что в электролите нет легких, подвижных носителей, таких как электроны. Поэтому указанные выше свойства плазмы выражены существенно слабее.

Свойства[править | править код]

Термин плазма используется для систем заряженных частиц, достаточно больших для возникновения коллективных эффектов. Микроскопические малые количества заряженных частиц (напр. пучки ионов в ионных ловушках) не являются плазмой. Плазма обладает следующими свойствами:

1. длина дебаевского экранирования

   rDL≪1;{r_D \over L} \ll 1; \,

   мала по сравнению с характерным размером плазмы:

2. внутри сферы с радиусом Дебая

   rD3N≫1r_D^3 N \gg 1 \,, где NN \, — концентрация заряженных частиц;

   находится большое число заряженных частиц:

3. среднее время между столкновениями частиц велико по сравнению с периодом плазменных колебаний

   τωpl≫1.\tau \omega_{pl} \gg 1. \,

   :

Классификацияправить | править код

Плазма обычно разделяется на низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

Температураправить | править код

В неравновесных плазмах электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч градусов.

В равновесных плазмах обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесные плазмы обычно являются горячими (с температурой больше нескольких тысяч градусов).

Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы градусов.

Степень ионизацииправить | править код

Степень ионизации определяется как отношение числа ионизованных частиц к общему числу частиц. Для низкотемпературных плазм характерны малые степени ионизации (<1 %). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в плазменных технологиях их иногда называют технологичными плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, которые ускоряют электроны, которые в свою очередь ионизуют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи. Типичные применения низкотемпературных плазм включают плазменную модификацию свойств поверхности (алмазные пленки, нитридирование металлов, изменение смачиваемости), плазменное травление поверхностей (полупроводниковая промышленность), очистка газов и жидкостей (озонирование воды и сжигание частичек сажи в дизельных двигателях).

Горячие плазмы почти всегда полностью ионизованы (степень ионизации ~100 %). Обычно именно они понимаются под «четвертым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить Солнце.

Плотностьправить | править код

Помимо температуры, которая имеет фундаментальную важность для самого существования плазмы, вторым наиболее важным свойством плазмы является плотность. Слово плотность плазмы обычно обозначает плотность электронов, то есть число свободных электронов в единице объема (строго говоря, здесь, плотностью называют концентрацию — не массу единицы объема, а число частиц в единице объема)

Плотность ионов связана с ней посредством среднего зарядового числа ионов ⟨Z⟩\langle Z\rangle: ne=⟨Z⟩nin_e=\langle Z\rangle n_i. Следующей важной величиной является плотность нейтральных атомов nn_0. В горячей плазме nn_0 мала, но может тем не менее быть важной для физики процессов в плазме.

Квазинейтральностьправить | править код

Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства

В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности — плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов (ne=⟨Z⟩nin_e=\langle Z\rangle n_i). В силу хорошей электрической проводимости плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших дебаевской длины и временах больших периода плазменных колебаний.

Примером неквазинейтральной плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счет кулоновского отталкивания.

Направления развития плазменных исследований

Спо­со­бы при­ме­не­ния П. в тех­ни­ке весь­ма мно­го­об­раз­ны, их чис­ло уве­ли­чи­ва­ет­ся год от го­да. В низ­ко­тем­пе­ра­тур­ной П. воз­мож­но про­те­ка­ние ря­да важ­ных хи­мич. ре­ак­ций, за­пре­щён­ных в обыч­ных ус­ло­ви­ях, их изу­че­ни­ем за­ни­ма­ет­ся плаз­мо­хи­мия. Важ­ней­шим на­прав­ле­ни­ем ис­сле­до­ва­ний П. ос­та­ёт­ся УТС. Имен­но раз­вёр­ты­ва­ние ра­бот по УТС в нач. 1950-х гг. в СССР и США по­ло­жи­ло на­ча­ло ши­ро­ко­мас­штаб­ным ис­сле­до­ва­ни­ям по фи­зи­ке П. во всём ми­ре. Дос­ти­же­ния по­след­них лет в ис­сле­до­ва­ни­ях кос­мич. про­стран­ст­ва и на­блю­да­тель­ной ас­тро­но­мии при­ве­ли к вспле­ску ра­бот по плаз­мен­ной ас­т­ро­фи­зи­ке, пер­спек­ти­вы раз­ви­тия ко­то­рой так­же вы­гля­дят весь­ма оп­ти­ми­стич­но.

2.3. Степень ионизации

Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации пропорциональна числу атомов, отдавших или поглотивших электроны, и больше всего зависит оттемпературы. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1 % частиц находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы (взаимодействие с внешнимэлектромагнитным полем и высокая электропроводность). Степень ионизации α определяетя как α = ni/(ni + na), где ni — концентрация ионов, а na — концентрация нейтральных атомов. Концентрация свободных электронов в незаряженной плазме ne определяется очевидным соотношением: ne= ni, где — среднее значение заряда ионов плазмы.

Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1 %). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в технологических процессах, их иногда называют технологичными плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи (см. индуктивно-связанная плазма). Типичные применения низкотемпературной плазмы включают плазменную модификацию свойств поверхности (алмазные пленки, нитридирование металлов, изменение смачиваемости), плазменное травление поверхностей (полупроводниковая промышленность), очистка газов и жидкостей (озонирование воды и сжигание частичек сажи в дизельных двигателях).

Времена, когда плазма ассоциировалась у нас с чем-то нереальным, непонятным, фантастическим, уже давно прошли. В наши дни это понятие активно используется. Плазму применяют в промышленности. Наиболее масштабно ее используют в светотехнике. Пример — газоразрядные лампы, освещающие улицы. Но и в лампах дневного света она присутствует. Она есть и в электрической сварке. Ведь дуга сварки — это плазма, сгенерированная плазмотроном. Можно привести и множество других примеров.

Физика плазмы — важный раздел науки. Поэтому стоит разобраться с основными понятиями, относящимися к ней. Этому и посвящена наша статья.

Ионизация газа

Приведенные примеры относились к особым случаям плазменного состояния, а плазмой в чистом виде называется ионизованный газ. К его ионизации могут приводить многие факторы: электрическое поле (газовый разряд, гроза), световой поток (фотоионизация), быстрые частицы (излучение радиоактивных источников, космические лучи, которые и были открыты по возрастанию степени ионизации с высотой). Однако главным фактором является нагрев газа (термическая ионизация). В этом случае к отрыву электрона от атома ведет соударение с последним другой частицы газа, имеющей достаточную кинетическую энергию за счет высокой температуры.

Плазма в полупроводниках

Рассматривая основы физики плазмы, необходимо отметить, что в полупроводниках ситуация более разнообразная. Вкратце охарактеризуем ее. Однокомпонентная плазма в этих веществах может возникнуть, если ввести в них соответствующие примеси. Если примеси легко отдают электроны (доноры), то возникают носители n-типа — электроны. Если же примеси, напротив, легко отбирают электроны (акцепторы), то возникают носители р-типа — дырки (пустые места в распределении электронов), которые ведут себя как частицы с положительным зарядом. Двухкомпонентная же плазма, образованная электронами и дырками, возникает в полупроводниках еще более простым образом. Например, она появляется под действием световой накачки, забрасывающей электроны из валентной зоны в зону проводимости. Отметим, что при определенных условиях электроны и дырки, притягивающиеся друг к другу, могут образовать связанное состояние, подобное атому водорода, — экситон, а если накачка интенсивна, и плотность экситонов велика, то они сливаются вместе и образуют каплю электронно-дырочной жидкости. Иногда такое состояние считают новым состоянием вещества.

Как проходит процедура

У пациента берется венозная кровь в количестве 40-50 мл и помещается в пробирку с антикоагулянтом и сепарационным гелем.

Затем кровь сепарируется в центрифуге. Происходит ее разделение на такие фракции:

• сверху: бедная тромбоцитами плазма (БеТП);
• посередине: богатая тромбоцитами плазма (БоТП);
• внизу – эритроциты и лейкоциты.

Справка. Антикоагулянты – препараты, препятствующие свертыванию крови и образованию тромбов.

Кожу в зонах воздействия обрабатывают антисептиком и аппликационным анестетиком (обезболивающим кремом), а затем выполняются инъекции, обогащенной тромбоцитами плазмы.

После выполнения манипуляции повторно применяется обеззараживающее средство. Затем наносятся заживляющие средства с добавлением БоТП.

Количество крови, которое берут у пациента для выполнения гемоомоложения незначительно, организм этой потери просто “не замечает”. Примерно столько же теряет женщина за один день менструации. Поэтому опасения некоторых пациентов по поводу повышенной кровопотери совершенно безосновательны.

Оценить насколько эффективной была процедура можно через 2 недели после ее проведения. Полный курс составляет от 3 до 7 сеансов.

Рекомендации после плазмотерапии

После выполнения инъекций плазмы необходимо беречь кожу от попадания на нее ультрафиолета, воды и механического воздействия.

В течение недели нельзя:

• загорать на солнце и в солярии;
• посещать бассейн, баню, сауну;
• делать массаж;
• выполнять косметологические процедуры.

Уколы плазмы в лицо и шею могут оставить незначительные синяки, которые проходят сами достаточно быстро.

Во время прохождения курса плазмолифтинга и в течение двух недель после необходимо использовать солнцезащитные средства при выходе на улицу. Особенно это актуально летом, независимо от солнечной или пасмурной погоды.

Патологии крови, влияющие на характер плазмы

В медицине выделяют несколько заболеваний, которые способны влиять на состав плазмы. Все они представляют угрозу для здоровья и жизни человека.

Основными из них являются:

• Гемофилия.
  Это наследственная патология, когда наблюдается недостаток белка, который отвечает за свертываемость.
• Заражение крови или сепсис.
  Явление, возникающее из-за попадания инфекции непосредственно в кровеносное русло.
• ДВС-синдром.
  Патологическое состояние, причиной которого является шок, сепсис, тяжелые повреждения. Характеризуется нарушениями свертывания крови, которые приводят одновременно к кровотечению и образованию тромбов в мелких сосудах.
• Глубокий венозный тромбоз.
  При заболевании наблюдается формирование тромбов в глубоких венах (преимущественно на нижних конечностях).
• Гиперкоагуляция.
  У пациентов диагностируется чрезмерно высокая свертываемость крови. Вязкость последней увеличивается.

Плазмотест или реакция Вассермана – это исследование, выявляющее наличие антител в плазме к бледной трепонеме.
По этой реакции вычисляется сифилис, а также эффективность его лечения.

Классификация видов плазмы

Клас­си­фи­ка­ция ви­дов плаз­мы ус­ловна. Ес­ли в сфе­ре ра­диу­са $r_D$ на­хо­дит­ся мно­го за­ря­жен­ных час­тиц ($N≈4πnr_D^3/3≫1, n$ – кон­цент­ра­ция всех ча­стиц плаз­мы), П. на­зы­ва­ет­ся иде­аль­ной плаз­мой; при $N⩽1$ го­во­рят о не­иде­аль­ной плаз­ме (здесь $N$ – па­ра­метр иде­аль­но­сти). В иде­аль­ной П. по­тен­ци­аль­ная энер­гия взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц ма­ла по срав­не­нию с их те­п­ло­вой энер­ги­ей.

Вы­со­ко­ио­ни­зо­ван­ную П. с темп-рой $⩾10^2–10^3$ эВ на­зы­ва­ют вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной, в от­ли­чие от низ­ко­тем­пе­ра­тур­ной плаз­мы с $T_e⩽10–100$ эВ, в ко­то­рой су­ще­ст­вен­ную роль мо­гут иг­рать столк­но­ви­тель­ные и ра­диа­ци­он­ные про­цес­сы. Осо­бой раз­но­вид­но­стью низ­ко­тем­пе­ра­тур­ной П. яв­ля­ет­ся пы­ле­вая плаз­ма, со­дер­жа­щая мак­ро­ско­пи­че­ские (раз­ме­ром от до­лей до со­тен мик­ро­мет­ров) твёр­дые час­тич­ки, не­су­щие боль­шой элек­трич. за­ряд $(Z_{eff}≫1)$. Вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ную П. с вы­со­кой элек­тро­про­вод­но­стью $σ$ так­же на­зы­ва­ют иде­аль­ной, ес­ли мож­но пре­неб­речь дис­си­па­тив­ны­ми про­цес­са­ми.

При сверх­вы­со­ких плот­но­стях энер­гии, воз­ни­каю­щих в ре­зуль­та­те столк­но­ве­ний тя­жё­лых ульт­ра­ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц, воз­мож­но об­ра­зо­ва­ние кварк-глю­он­ной плаз­мы – ад­рон­ной сре­ды, в ко­то­рой пе­ре­ме­ша­ны цвет­ные за­ря­ды квар­ков и глюо­нов, как в обыч­ной П. пе­ре­ме­ша­ны элек­трич. за­ря­ды. Час­ти­цы крио­ген­ной плаз­мы (с темп-рой в до­ли кель­ви­на) соз­да­ют­ся пу­тём пре­ци­зи­он­ной ио­ни­за­ции хо­лод­ных ато­мов ла­зер­ным пуч­ком, энер­гия кван­тов ко­то­ро­го прак­ти­че­ски рав­на энер­гии ио­ни­за­ции. Для опи­са­ния элек­тро­нов в ме­тал­лах, за­ряд ко­то­рых ском­пен­си­ро­ван за­ря­дом ио­нов кри­стал­лич. ре­шёт­ки, а так­же элек­тро­нов и ды­рок в по­лу­про­вод­ни­ках час­то ис­поль­зу­ют тер­мин плаз­ма твёр­дых тел. Совр. фи­зи­ка П. рас­смат­ри­ва­ет так­же ла­зер­ную плаз­му, воз­ни­каю­щую при оп­ти­че­ском про­бое под дей­ст­ви­ем мощ­но­го ла­зер­но­го из­лу­че­ния на ве­ще­ст­во; за­ря­жен­ную П., в ча­ст­но­сти элек­трон­ные и ион­ные пуч­ки, за­ря­жен­ные слои (двой­ной элек­три­че­ский слой) и др.

П. на­зы­ва­ют вы­ро­ж­ден­ной при низ­кой темп-ре $T$ и вы­со­кой кон­цен­тра­ции час­тиц $n$, ко­гда ха­рак­тер­ное рас­стоя­ние $(∝n^{–1/3})$ ме­ж­ду ни­ми ста­но­вит­ся по­ряд­ка дли­ны вол­ны де Брой­ля $(λ≈h/(2mT)^{1/2}$, где $h$ – по­сто­ян­ная План­ка). Ис­кус­ст­вен­но соз­дан­ная П. обыч­но тер­мо­ди­на­ми­че­ски не­рав­но­вес­на. Ло­каль­ное рав­но­ве­сие на­сту­па­ет, толь­ко ес­ли час­ти­цы П. стал­ки­ва­ют­ся ме­ж­ду со­бой. Бы­ст­рее все­го ус­та­нав­ли­ва­ет­ся рав­но­ве­сие внут­ри элек­трон­ной ком­по­нен­ты П., а в ион­ной ком­по­нен­те и ме­ж­ду ио­на­ми и элек­тро­на­ми – со­от­вет­ст­вен­но в $\sqrt{∼m_i/m_e}$ и $∼m_i/m_e$ раз мед­лен­нее. В от­ли­чие от га­за, час­то­та столк­но­ве­ний час­тиц П. умень­ша­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем энер­гии час­тиц ($∝T^{–3/2}$). По чис­лу ви­дов ио­нов раз­ли­ча­ют од­но- и мно­го­ком­по­нент­ную плаз­му.

Искусственные кровезаменители

Большим достижением медицины является открытие и применение искусственных кровезаменителей, т. е. жидкостей, введение которых может в одних случаях заменить переливание крови, а в других временно его отсрочить. Конечно, полностью кровь не может быть заменена ни плазмой, ни каким-либо из кровезамещающих растворов, потому что в них отсутствуют переносчики кислорода — эритроциты.

Однако применение некоторых кровезаменителей может вывести больного или раненого из тяжелого шокового состояния даже при большой кровопотере. Этим устраняется непосредственная угроза для его жизни. Переливание крови, если оно все же требуется, может в таком случае быть отложено.

• Солевые растворы. Предложенные с этой целью солевые растворы содержат все те соли, которые обычно входят в состав плазмы крови. В связи с тем, что солевые растворы довольно быстро покидают сосудистое русло, для более длительного их пребывания в крови больного к ним прибавляются коллоидные вещества. Исключительно ценным и важным для практики является синтетический, высокомолекулярный кровезаменитель — полиглюкин. Введение полиглюкина повышает кровяное давление и надежно выводит из шокового состояния при травматическом, послеоперационном и ожоговом шоках и при острой кровопотере.
• Поливинилпирролидон. При интоксикациях, вызванных отравлениями, инфекциями или ядами, хорошее действие оказывает поливинилпирролидон. Препарат поливинилпирролидона — гемодез — применяется при токсических формах острых желудочно-кишечных заболеваний (диспепсии, дизентерии, пищевом отравлении), тяжелых ожогах, непроходимости кишечника, токсикозах беременных, некоторых инфекциях и отравлениях.
• Белковые гидролизаты. При состояниях белковой недостаточности, о которой мы говорили раньше, переливание плазмы и ее препаратов иногда может быть заменено вливаниями так называемых белковых гидролизатов. Они представляют собой продукты обработки белков различного происхождения не только крови животных, но и, например, белка молока—казеина.

Гидролизаты содержат не целые белки, а полученные путем гидролиза составные их части— аминокислоты. Из них организм строит (синтезирует) собственные белки. Они могут вводиться в больших количествах и покрывать тяжелую недостачу белков или даже на время удовлетворять потребность организма в пищевых белках.

Поэтому гидролизат казеина с успехом применяется при заболеваниях или операциях, повлекших за собой прекращение или затруднение приема пищи через рот (ожоги глотки и пищевода, вмешательства на пищеводе и желудочно-кишечном тракте, челюстно-лицевые операции), а также при подготовке к операциям ослабленных больных, в послеоперационном периоде и др.

Движение частиц плазмы.

Хотя мы можем рассматривать плазму
как некоторую частную

форму газовой смеси (в простейшем
случае как смесь двух компонент: электронного и ионного газа), однако по целому ряду
основных физических свойств она отличается от обычного газа, содержащего лишь
нейтральные частицы. Это различие проявляется прежде всего в поведении плазмы
под действием электрических и магнитных полей. В противоположность обычному
нейтральному газу, на который электрические и магнитные поля не оказывают
заметного воздействия, плазма под действием таких полей может очень сильно
изменять свои свойства. Под действием электрического поля (даже очень слабого)
в плазме появляется электрический ток. В магнитном поле плазма ведёт себя, как
очень своеобразное диамагнитное вещество. Плазма может также интенсивно
взаимодействовать с электромагнитными волнами. В частности, это находит
выражение в том, что радиоволны могут отражаться от плазмы, как от зеркала.   

Попытаемся сначала нарисовать самую
общую картину движе-

ния заряженной частицы в плазме. Путь
каждого иона или электрона можно сначала очень грубо представить себе состоящим
из отрезков, на протяжении которых частица движется свободно, не испытывая

модействия с соседями. Эти участки
свободного движения частиц прерываются кратковременными столкновениями, в
результате которых направление движения меняется. В промежутках между двумя
последовательными столкновениями частица движется под действием того общего
электрического или магнитного поля, которое создано в плазме за счёт внешних
источников. Это очень упрощённая картина поведения частицы, и она нуждается в
серьёзных поправках, учитывающих основные особенности плазмы, которые
проявляются прежде всего в характере её собственного электрического поля,
существующего независимо от внешних источников. Каждая заряженная частица
создаёт вокруг себя электрическое поле с радиально расходящимися от неё
силовыми линиями. Поля от отдельных с зарядами разных знаков, складываясь между
собой, в среднем компенсируют друг друга. Однако это не означает, что в каждый
данный момент времени электрическое поле в какой-либо выбранной нами точке в
точности равно нулю. Поле в любой точке плазмы в действительности очень быстро
изменяется и по величине, и по направлению, и эти хаотические колебания дают
нуль, только если рассчитывать среднюю величину напряжённости поля за
достаточно длинный интервал времени.

Напряжённость собственного
электрического поля плазмы ис-

пытывает сильные хаотичес- кие колебания как
во времени, так и в пространстве, быстро изменяясь на очень малых расстояниях.

Заряженная
частица, находя-

щаяся в
электрическом поле, движется по законам, напоми-

нающим обычные законы движения тел в поле
тяжести.

Обратимся к рисунку, на котором показаны
траектории заряженных частиц в электрическом поле, направленном по вертикальной
оси. Стрелки изображают скорости движения частиц в некоторый момент времени.
Сила, действующая на заряженную частицу, равна qE,
где q – заряд и E –
напряжённость поля. Для однозарядных частиц q = ± e, где e – элементарный электрический заряд, а для многозарядных ионов q представляет собой небольшое целое, кратное e (e= к). Под действием этой силы однозарядный положительный ион с
массой m_i приобретает ускорение , которое направленно
вдоль вертикальной оси вверх. Ускорение электрона направлено вниз и численно
равно , где m_e – масса электрона. Электрон гораздо легче иона, и поэтому ускорение,
которое получает электрон, во много раз больше, чем ускорение иона. Траектория
заряженной частицы в однородном электрическом поле всегда составляет собой
пораболу. Форма этой пораболы зависит от свойств частицы, начальных условий
движения и величины E. Пусть, например,
электрическое поле направленно по оси y, а начальная
скорость v – вдоль оси x (траектория I на рисунке). В этом случае
движение частицы по оси x будет равномерным, а по
оси y – равноускоренным.

Почему плазма — особая

Как и другие агрегатные состояния, плазма имеет свои особенности. Например, благодаря разделению на отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы плазма является хорошим проводником тока и прекрасно взаимодействует с электромагнитными полями. Это дает ей преимущество над другими агрегатными состояниями, поскольку создает возможность управления плазменными потоками с помощью внешних источников. Суммарный заряд плазмы близок к нулю, иначе говоря — она квазинейтральная.

  Узнайте ещё больше интересного! Подписывайтесь на Telegram канал проекта.

Одной из важнейших характеристик плазмы степень ионизации. Чем меньше нейтральных атомов в ее составе, тем больше ион-электронных пар и высокая плотность.

Идеальный случай — это полностью ионизированная плазма, из которой, например, состоят звезды, и наше солнце тоже. Чем меньше степень ионизации, тем меньше время она «живет». Что с ней происходит потом? Она никуда не исчезает, а только превращается в нейтральные элементы и молекулы благодаря процессам перезарядки. Так заряженный ион может стать нейтральным атомом, а нейтральным атом — заряженным ионом. Удержания плазмы — это довольно важный вопрос современной физики, для исследования которого создаются специальные установки, некоторые размером с большую комнату или даже дом.

Еще одним важный параметр плазмы — температура.

Известно, что температура солнца достигает миллионов градусов Цельсия. Чтобы не путаться с большим количеством нулей, ученые ввели единицу измерения температуры (а также энергии) плазмы — эВ (электронвольт). Один электронвольт равен 11600 за Кельвином. Ноль Кельвина соответствует температуре абсолютного нуля во Вселенной.

В зависимости от температуры плазму разделяют на низкотемпературную (до одного миллиона Кельвина) и высокотемпературную (более миллиона Кельвина). Чем больше температура, тем больше степень ионизации и светимость плазмы.

Интересной особенностью плазмы является ее плотность. Ведь мы привыкли, что другие агрегатные состояния имеют определенную концентрацию частиц на кубический сантиметр. Например, для твердого тела это величина около 10 в 23 степени, для жидкостей — 10 в 22 степени, а для газов комнатного давления — 10 в 19 степени. А плазма может иметь плотность от 10 в 8 степени до 10 в 23 степени. Такой разброс, опять же, возможен благодаря электромагнитным свойствам, способности сжиматься и быть не полностью ионизированной.