Plasma on a asja olek kus gaas faas töötab kuni aatomini elektronid pole enam seotud ühegi konkreetse aatomiga tuum. Plasmad koosnevad positiivselt laetud laengutest ioonid ja seondumata elektronid. Plasmat võib toota nii gaasi kuumutamisel kuni selle ioniseerumiseni kui ka tugeva elektromagnetilise väljaga.
Termin plasma pärineb kreekakeelsest sõnast, mis tähendab tarretist või vormitavat materjali. Sõna võttis kasutusele 1920. aastatel keemik Irving Langmuir.
Plasmat peetakse tahkete ainete, vedelike ja gaaside hulka üheks neljast põhilisest mateeria olekust. Kui ülejäänud kolme mateeria olekut kohtab tavaelus tavaliselt, on plasma suhteliselt haruldane.
Plasma näited
Plasmapalli mänguasi on tüüpiline plasma näide ja kuidas see käitub. Plasmat leidub ka neoontuledes, plasmaekraanides, kaarkeevituspõletites ja Tesla mähistes. Plasma loomulike näidete hulka kuuluvad aurora välk, ionosfäär, Püha Elmo tuli ja elektrisädemed. Ehkki seda pole Maa peal sageli nähtud, on plasma universumi kõige rikkalikum mateeriavorm (välja arvatud võib-olla tumeaine). Tähed, Päikese sisemus, päikesetuul ja päikesekoroon koosnevad täielikult ioniseeritud plasmast. Tähtedevaheline keskkond ja galaktikavaheline keskkond sisaldavad ka plasmat.
Plasma omadused
Plasma on teatud mõttes nagu gaas selles mõttes, et see võtab oma mahuti kuju ja mahu. Plasma pole aga nii vaba kui gaas, kuna selle osakesed on elektriliselt laetud. Vastupidised laengud meelitavad üksteist, põhjustades plasma üldise kuju või voolu säilitamise. Laetud osakesed tähendavad ka seda, et plasma võib olla vormitud või sisaldatud elektriliste ja magnetväljade poolt. Plasma rõhk on üldiselt palju madalam kui gaasi korral.
Plasmatüübid
Plasma on aatomite ionisatsiooni tulemus. Kuna võimalik, et kõik aatomid või osa neist on ioniseeritud, on ionisatsiooni aste erinev. Ionisatsiooni taset kontrollib peamiselt temperatuur, kus temperatuuri tõus suurendab ionisatsiooni taset. Aine, milles ainult 1% osakestest on ioniseeritud, võib plasma omadusi näidata, kuid mitte ole plasma.
Plasma võib liigitada "kuumaks" või "täielikult ioniseerituks", kui peaaegu kõik osakesed on ioniseeritud, või "külmaks" või "mittetäielikult ioniseeritud", kui ioniseeritud on väike osa molekulidest. Pange tähele, et külma plasma temperatuur võib endiselt olla uskumatult kuum (tuhandeid Celsiuse kraadi)!
Teine viis plasma liigitamiseks on termiline või mittetermaal. Termoplasmas on elektronid ja raskemad osakesed termilises tasakaalus või samal temperatuuril. Mittetermaalses plasmas on elektronid palju kõrgemal temperatuuril kui ioonid ja neutraalsed osakesed (mis võivad olla toatemperatuuril).
Plasma avastamine
Plasma esimese teadusliku kirjelduse tegi Sir William Crookes 1879. aastal, viidates sellele, mida ta nimetas Crookesi katoodkiiretorus "kiirgavaks aineks". Briti füüsik Sir J.J. Thomsoni omad katsed katoodkiiretoruga ajendasid teda pakkuma aatomimudelit, milles aatomid koosnesid positiivselt (prootonitest) ja negatiivselt laetud subatomaatilistest osakestest. 1928. aastal andis Langmuir aine vormile nime.