מי שלמד מדעי היסוד בבית הספר בכיתה נזכר בשיעור על שלושת מצבי החומר, נכון? זה היה זה שאמרו לנו שהחומר מגיע בשלוש צורות בסיסיות: נוזל, מוצק וגז. זה עובד בטבלת האלמנטים התקופתיים וניתן להרחיב אותו לכלול כמעט כל מתחם. למעט אולי לקצפת (התרכובת הארורה הזו ממשיכה להתריס נגד ניסיונות כמיון!) אבל מה אם הייתה מדינה רביעית לעניין? זה מתרחש כאשר מצב של חומר הדומה לגז מכיל חלק גדול של חלקיקים מיוננים ומייצר שדה מגנטי משלו. קוראים לזה פלזמה, וזה פשוט קשור לסוג החומר הנפוץ ביותר, שכולל יותר מתשעים ותשעה אחוזים של חומר ביקום הנראה לעין, ומחלחל למערכת השמש, לסביבות הבין-כוכביות וה intergalactic.
הנחת היסוד העומדת מאחורי הפלזמה היא שחימום גז מפריד את הקשרים המולקולריים שלו, מה שהופך אותו לאטומים המרכיבים אותו. חימום נוסף מוביל ליינון (אובדן אלקטרונים), ההופך אותו לפלזמה. לפיכך פלזמה זו מוגדרת על ידי קיומם של חלקיקים טעונים, הן יונים חיוביים והן אלקטרונים שליליים. נוכחותם של מספר גדול של חלקיקים טעונים הופכת את הפלזמה למוליכה חשמלית כך שהיא מגיבה בעוצמה לשדות אלקטרומגנטיים. לפיכך, לפלזמה יש תכונות שלא דומה לאלה של מוצקים, נוזלים או גזים והיא נחשבת למצב מובחן של חומר. כמו גז, לפלזמה אין צורה מוגדרת או נפח מוגדר אלא אם כן היא סגורה במיכל. אך בניגוד לגז, בהשפעת שדה מגנטי, הוא עשוי ליצור מבנים כמו חוטים, קורות ושכבות כפולות. בדיוק מסיבה זו משתמשים בפלזמה בבניית אלקטרוניקה, כמו טלוויזיות פלזמה ושלטים של ניאון.
קיומו של פלזמה התגלה לראשונה על ידי סר וויליאם קרוקס בשנת 1879 באמצעות מכלול שכונה כיום "צינור קרוקס", צינור פריקה חשמלי ניסיוני בו אוויר מיונן על ידי יישום מתח גבוה דרך סליל מתח. באותה תקופה הוא תייג אותו "חומר קורן" בגלל איכותו המאירה. סר ג'יי. תומסון, פיזיקאי בריטי, זיהה את טבע העניין בשנת 1897, בזכות גילויו של אלקטרונים וניסויים רבים באמצעות צינורות קרני קתודה. עם זאת, רק בשנת 1928 טבע את המונח "פלזמה" על ידי אירווינג לנגמוייר, כימאי ופיזיקאי אמריקאי, שככל הנראה נזכר בפלסמת הדם.
כאמור, פלזמות הן ללא ספק השלב הנפוץ ביותר של החומר ביקום. כל הכוכבים עשויים פלזמה, ואפילו המרווח בין הכוכבים מלא בפלזמה, גם אם זה דליל מאוד.
כתבנו מאמרים רבים על פלזמה עבור מגזין החלל. הנה מאמר על מנוע הפלזמה, והנה מאמר על מצבי החומר.
אם תרצה לקבל מידע נוסף על פלזמה, עיין במאמרים אלה מ- Chem4Kids ו- NASA Science.
הקלטנו גם פרק של אסטרונומיה יצוקה שכולל את השמש. האזינו כאן, פרק 30: השמש, כתמים והכל.
מקורות:
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
