فیزیک پلاسما چیست؟

مفهوم واژه “ژئوفیزیک” در طول نیمه دوم قرن بیستم دچار تغییرات زیادی شده است. در اوایل دهه پنجم این قرن ، دل مشغولی اصلی فیزیک ، توجه به درون سیاره خودمان ، یعنی به ژئوفیزیک زمین جامد شامل زلزله شناسی ، فیزیک و صخره‌ها ، خواص مغناطیسی و الکتریکی پوسته و زیر پوسته یا جبه و از این قبیل بود. با ورود به دوران پروازهای فضایی دامنه توجهات ژئوفیزیکدانها بازتر شد و بسوی همسایگان ما گسترش یافت. معلوم شد که ماده برون زمینی یک حالت یونیده دارد، که خیلی متفاوت از حالت ماده شناخته شده نزدیک به سطح زمین است.

ماده ای این نوع به علت حساسیت آن به میدانهای الکتریکی و مغناطیسی و قابلیت برای حمل جریانهای الکتریکی ، رفتار غیر منتظره از خود بروز می‌دهد. فیزیک پلاسمای فضایی به عنوان شاخه جدیدی مهمی از ژئوفیزیک می‌شود. امروزه ، روشهای فیزیک پلاسما نه تنها در زمینه ژئوفیزیک بیرونی بکار می‌رود بلکه نقش اساسی در فهم دینامیک مایع مرکزی زمین و نحوه ایجاد میدان مغناطیسی زمینی به عهده دارند.

فیزیک پلاسما از شاخه‌های فیزیک است که به بررسی یکی از اشکال وجود ماده یعنی پلاسما می‌پردازد.

از آنجا که بخش بزرگی از جرم قابل مشاهدهٔ عالم، ستارگان با دماهای بسیار زیاد هستند، امکان وجود ماده به صورت‌های جامد و مایع در این اجرام منتفی است. از سوی دیگر گاز نیز، به دلیل این حرارت بسیار زیاد، تبدیل به یک توده یونیزه شده و به صورت مخلوطی از یون‌های مثبت(هسته اتم ها) یون‌های منفی (الکترون ها) و ذرات خنثی در می‌اید.

در این توده، به دلیل وجود نیروهای الکتریکی که بسیار قوی تر از نیروی گرانشی است ذرات بر روی هم تأثیر زیادی می‌گذارند. به طوری که حرکت بخشی از این توده، باعث تغییر در وضعیت حرکت و انرژیِ بخش‌های دیگر می‌شود که به این پدیده، اثر جمعی گفته شده، و هر گاه گاز به شدت یونیزه شده دارای این خاصیت باشد، پلاسما نامیده می‌شود و این بدین معنی است که بخش غالب ماده قابل مشاهده جهان، پلاسما است.

جالب این است که پلاسما ممکن است درعین حال دارای چندین دماباشد که این حالت باتوجه به اینکه میزان برخوردبین خود یونها یا خود الکترونها از میزان برخوردهای بین یک یون و یک الکترون بیشتراست می‌تواند پیش بیاید.

چند مورد از پلاسما که ما روزانه باآن سروکار داریم عبارت است از: جرقه رعدوبرق، تابش ملایم شفق قطبی، گازهادی داخل یک لامپ فلورسنت، چراغ نئون و یونش مختصری که در گازهای خروجی موشک دیده می‌شود.

پلاسما، امروزه نقش مهمی در توسعهٔ منابع انرژی، از راه همجوشی هسته‌ای یافته است.