Les plasmas sont le «quatrième état de la matière», après les solides, les liquides et les gaz bien connus. Bien qu'il soit rare sur Terre, le plasma est abondant dans tout l'univers, détenant près de 99% de la matière connue. Les étoiles, les bords de la foudre et l'ionosphère terrestre sont principalement constitués de plasma. Le plasma existe à l'état gazeux, mais en raison d'un certain nombre de caractéristiques uniques, il est considéré comme son propre état de la matière.

Occurrence des plasmas

Le plasma peut se produire en soumettant la matière à des températures très élevées , à la radiation ou aux hautes tensions, comme dans un éclair. À basse température, les atomes se verrouillent pour former des solides, comme un cristal. Des températures plus élevées relâchent les liaisons entre les atomes, les amenant à l'état liquide. À des températures encore plus élevées, les liaisons entre les atomes se relâchent davantage, transformant les substances en gaz. Des températures extrêmement élevées, comme celle du soleil, enlèvent tout ou partie des électrons des atomes, créant une «soupe» de noyaux atomiques, d'ions et d'électrons; c'est l'état du plasma.

Consistance du plasma

Comme les gaz et contrairement aux solides, les plasmas dérivent et s'écoulent librement; s'ils sont inclus, les plasmas se dilatent pour remplir le récipient. Comme les gaz, les plasmas ont une densité et une pression. Dans l'espace profond, les plasmas peuvent être extrêmement minces et ténus, avec une moyenne d'environ un atome par centimètre cube; en revanche, le plasma dans le noyau du Soleil est 10 fois plus dense que le plomb.

Caractéristiques des plasmas

Parce qu'ils sont constitués de particules chargées électriquement, les plasmas ont plusieurs caractéristiques uniques. Dans la plupart des plasmas, les protons et les électrons sont en nombre égal, ce qui le rend électriquement neutre. cependant, parce qu'ils circulent librement, les plasmas sont affectés par des champs électriques et magnétiques d'une manière non visible dans d'autres formes de matière. Ces champs peuvent influencer les plasmas sur de grandes distances, les pincer, les gauchir et les façonner, comme dans les grandes fusées tordues vues à la surface du Soleil.

Plasmas thermiques et non thermiques

A le plasma thermique est celui dans lequel les électrons et les ions sont à la même température que leur environnement, comme dans les étoiles; par comparaison, les plasmas non thermiques sont des poches de particules chargées énergiques dans un environnement autrement «frais». Un exemple de ceci est les plasmas artificiels utilisés par l'industrie de la restauration pour stériliser les produits frais. Dans ce processus, un jet de plasma tue les bactéries; parce que seulement de petites quantités de plasma sont nécessaires, ses atomes se mélangent avec de l'air à température ambiante et se refroidissent rapidement.