I plasmi sono il "quarto stato della materia", dopo il ben noto solido, liquidi e gas. Sebbene raro sulla Terra, il plasma è abbondante in tutto l'universo, con quasi il 99 percento di materia nota. Le stelle, i bordi del fulmine e la ionosfera terrestre sono costituiti principalmente da plasma. Il plasma esiste in uno stato gassoso, ma a causa di un numero di caratteristiche uniche, è considerato il suo stato di materia.

Occorrenza di plasmi

Il plasma può presentarsi sottoponendo la materia a temperature molto elevate , a radiazioni o tensioni elevate, come in un fulmine. A basse temperature, gli atomi si serrano insieme per formare solidi, come un cristallo. Temperature più elevate allentano i legami tra gli atomi, portandoli in uno stato liquido. A temperature ancora più elevate, i legami tra gli atomi si allentano ulteriormente, trasformando le sostanze in gas. Temperature estremamente elevate, come quella del sole, allontanano alcuni o tutti gli elettroni dagli atomi, creando una "zuppa" di nuclei atomici, ioni ed elettroni; questo è lo stato del plasma.

Consistenza del plasma

Come i gas e diversamente dai solidi, i plasmi si spostano liberamente e fluiscono; se chiusi, i plasmi si espandono per riempire il contenitore. Come i gas, i plasmi hanno densità e pressione. Nello spazio profondo, i plasmi possono essere estremamente sottili e tenui, con una media di circa un atomo per centimetro cubo; al contrario, il plasma nel nucleo del Sole è 10 volte più denso del piombo.

Caratteristiche dei plasmi

Essendo costituiti da particelle a carica elettrica a flusso libero, i plasmi hanno diverse caratteristiche uniche. Nella maggior parte dei plasmi, i protoni e gli elettroni si presentano in numero uguale, rendendolo elettricamente neutro; tuttavia, poiché fluiscono liberamente, i plasmi sono influenzati da campi elettrici e magnetici in modi non visibili in altre forme di materia. Questi campi possono influenzare i plasmi su grandi distanze, pizzicandoli, deformandoli e modellandoli, come nei grandi razzi torcenti visti sulla superficie del Sole.

Plasmi termici e non termici

A il plasma termico è quello in cui gli elettroni e gli ioni sono alla stessa temperatura dell'ambiente circostante, come nelle stelle; al confronto, i plasmi non termici sono sacche di particelle energetiche e cariche in un ambiente altrimenti "freddo". Un esempio di ciò sono i plasmi artificiali utilizzati dall'industria dei servizi alimentari per sterilizzare i prodotti freschi. In questo processo, un getto di plasma uccide i batteri; perché sono necessarie solo piccole quantità di plasma, i suoi atomi si mescolano con l'aria a temperatura ambiente e si raffreddano rapidamente.