Plazma

Plazma (Grekçe πλάσμα, Fransızca plasma "biçimlendirilebilir madde"^[1]), gaz hâldeki maddelerin manyetik kutuplaştırmaya bağlı doğrusal noktalarda oluşan fiziksel ve kimyasal tepkimenin kontrollü etkileşim sürecine verilen genel ad. Daha kolay bir tanımla; atomun elektronlardan arınmış hâlidir.

Plazma, kimya ve fizikte iyonlaşmış gaz anlamına gelmektedir. İyonlaşmış gaz için kullanılan plazma sözcüğü 1920'li yıllardan beri fizik yazınında yer etmeye başlamıştır. Kendine özgü niteliklere sahip olduğundan, plazma biçimi maddenin katı, sıvı ve gaz biçiminden ayrı olarak incelenir.

Katı bir cisimde cismi oluşturan moleküllerin hareketi çok azdır, moleküllerin ortalama hareket enerjisi herhangi bir yöntemle (örneğin ısıtarak) arttırıldığında cisim ilk önce sıvıya, sonra da gaza dönüşür. Gaz fazında elektronlar gayet hızlı hareket ederler. Eğer gaz hâlinden sonra da ısı verilmeye devam edilirse iyonlaşma başlayabilir, bir elektron çekirdek çekiminden kurtulur ve serbest bir elektron uzayı meydana getirerek maddeye yeni bir biçim kazandırır. Atom bir elektronu eksilmiş ve net bir pozitif yüke sahip olmuş olacaktır. Yeterince ısıtılmış gaz içinde iyonlaşma defalarca tekrarlanır ve serbest elektron ve iyon bulutları oluşmaya başlar. Ama bazı atomlar nötr kalmaya devam eder. Oluşan bu iyon, elektron ve nötr atom karışımı; plazma olarak adlandırılır.

İyonlaşma durumu, en az bir elektronun atom ya da molekülden ayrıldığı anlamına gelir. Serbest elektrik yükü sayesinde plazma yüksek bir elektrik iletkenliğine kavuşur ve elektromanyetik alanlardan kolaylıkla etkilenir. Atmosferin üstünde, manyetosferde, özellikle kutuplara yakın bölgelerde görülen auroralar, güneş rüzgârından kaynaklanan yüklü parçacıklarla çarpışan oksijen atomlarının iyonize olması ile oluşurlar.

Evrende madde dört hâlde bulunur. Bunlar katı, sıvı, gaz ve plazma hâlidir. Mikroskobik açıdan plazma, sürekli hareket eden ve etkileşen yüklü parçacıklar topluluğu olarak söylenir. Plazma içinde nötr atom ya da moleküllerin olması plazma hâlini değiştirmez. Kimyasal tepkimeleri oldukça hızlıdır. Çünkü plazma maddenin en sıcak hâlidir ve elektronların çekirdek ile olan bağları güçsüzdür.

Plazmalar soğuk ve sıcak plazmalar olarak ayrılabilir. Yıldızlar sıcak plazmaya örnekken floresan soğuk bir plazmadır.

Bir plazma, gaz ısıtılarak veya bir lazer ya da mikrodalga jeneratörü ile uygulanan güçlü bir elektromanyetik alana tabi tutularak oluşturulabilir. Bu elektron sayısındaki düşüş ya da artışlar, iyonlar adı verilen pozitif veya negatif yüklü parçacıklar oluşturur ve eğer varsa moleküler bağların ayrışmasına eşlik eder ^[2][3]

Bu yük taşıyıcılarının önemli sayıda varlığı plazmayı elektriksel olarak iletken hâle getirir, böylece elektromanyetik alanlara şiddetle tepki verir. Gaz gibi plazmanın da bir kap içine konulmadıkça belirli bir biçimi veya belirli bir hacmi yoktur. Gazdan ayrı olarak, bir manyetik alanın etkisi altında lifler, kirişler ve çift katmanlı yapılar oluşturabilmektedir.

Plazma sıradan maddenin evrendeki en bol hâlidir; çoğu düşük yoğunluktaki bölgelerde, özel küme içi ortamlarda ve Güneş de dahil olmak üzere yıldızlarda madde bu şekilde bulunmaktadır. Plazmaların dünyadaki yaygın şekli ışıklı reklam tabelalarında görülür.^[4][5]

Plazma ile ilgili çoğu özellik, kontrollü nükleer füzyon ve füzyon gücü ile ilgili araştırmalar sonucun bulunmuştur. Bunun nedeni plazma fiziğinin nükleer füzyonun anlaşılması için gerekli temeli sağlamasıdır.

1. ^ πλάσμα 24 Eylül 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek–English Lexicon, on Perseus
2. ^ Luo, Q-Z; D'Angelo, N; Merlino, R. L. (1998). "Shock formation in a negative ion plasma" (PDF). 5 (8). Department of Physics and Astronomy. 31 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Kasım 2011. 
3. ^ Sturrock, Peter A. (1994). Plasma Physics: An Introduction to the Theory of Astrophysical, Geophysical & Laboratory Plasmas. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-44810-9. 
4. ^ "Ionization and Plasmas". The University of Tennessee, Knoxville Department of Physics and Astronomy. 14 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mart 2017. 
5. ^ "How Lightning Works". HowStuffWorks. 23 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mart 2017.