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Jeder, der in der Grundschule Grundschule besucht hat, erinnert sich an die Lektion über die drei Aggregatzustände, oder? Dort wurde uns gesagt, dass Materie in drei Grundformen vorkommt: flüssig, fest und gasförmig. Dies funktioniert für das Periodensystem der Elemente und kann auf fast jede Verbindung erweitert werden. Außer vielleicht Schlagsahne (diese verdammenswerte Verbindung trotzt immer noch Einstufungsversuchen!). Aber was wäre, wenn es einen vierten Zustand der Materie gäbe? Sie tritt auf, wenn ein gasähnlicher Aggregatzustand einen großen Anteil an ionisierten Partikeln enthält und ein eigenes Magnetfeld erzeugt. Es heißt Plasma und ist zufällig die häufigste Art von Materie, die mehr als neunundneunzig Prozent der Materie im sichtbaren Universum umfasst und das Sonnensystem sowie interstellare und intergalaktische Umgebungen durchdringt.
Die grundlegende Prämisse des Plasmas ist, dass das Erhitzen eines Gases seine molekularen Bindungen auflöst und es in seine Bestandteile zerlegt. Weiteres Erhitzen führt zur Ionisierung (Elektronenverlust), wodurch es zu einem Plasma wird. Dieses Plasma ist daher durch die Existenz geladener Teilchen definiert, sowohl positive Ionen als auch negative Elektronen. Die Anwesenheit einer großen Anzahl geladener Teilchen macht das Plasma elektrisch leitfähig, so dass es stark auf elektromagnetische Felder reagiert. Plasma hat daher Eigenschaften, die denen von Festkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen ganz unähnlich sind und gilt als eigenständiger Aggregatzustand. Wie ein Gas hat Plasma keine bestimmte Form oder ein bestimmtes Volumen, es sei denn, es ist in einem Behälter eingeschlossen. Im Gegensatz zu Gas kann es jedoch unter dem Einfluss eines Magnetfelds Strukturen wie Fäden, Balken und Doppelschichten bilden. Genau aus diesem Grund wird Plasma beim Bau von Elektronik wie Plasma-TVs und Neonreklamen verwendet.
Die Existenz von Plasma wurde erstmals 1879 von Sir William Crookes mit einer Anordnung entdeckt, die heute als „Crookes-Röhre“ bekannt ist, eine experimentelle elektrische Entladungsröhre, in der Luft durch Anlegen einer Hochspannung durch eine Spannungsspule ionisiert wird. Damals bezeichnete er es wegen seiner leuchtenden Qualität als „strahlende Materie“. Sir J. J. Thomson, ein britischer Physiker, identifizierte 1897 die Natur der Materie dank seiner Entdeckung von Elektronen und zahlreichen Experimenten mit Kathodenstrahlröhren. Der Begriff „Plasma“ wurde jedoch erst 1928 von Irving Langmuir geprägt, einem amerikanischen Chemiker und Physiker, der offenbar an Blutplasma erinnert wurde.
Wie bereits erwähnt, sind Plasmen die mit Abstand häufigste Materiephase im Universum. Alle Sterne bestehen aus Plasma, und sogar der Raum zwischen den Sternen ist mit Plasma gefüllt, wenn auch sehr spärlich.
Wir haben viele Artikel über Plasma für Universe Today geschrieben. Hier ist ein Artikel über die Plasma-Engine, und hier ist ein Artikel über die Aggregatzustände .
Weitere Informationen zu Plasma finden Sie in diesen Artikeln von Chem4Kids und NASA-Wissenschaft .
Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast all about the Sun aufgenommen. Hör zu, Folge 30: Die Sonne, die Flecken und alles .
Quellen:
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
