# ప్లాస్మా

Plasma|   |
|   |
| పై వరుస: మెరుపులు, విద్యుత్ స్పార్కులు రెండూ ప్లాస్మా నుంచి తయారయ్యే దృగ్విషయం యొక్క రోజువారీ ఉదాహరణలు. నియాన్ లైట్లు ను మరింత ఖచ్చితంగా చెప్పేటప్పుడు ప్లాస్మా లైట్లు అని చెబుతారు, ఎందుకంటే వాటి నుంచి వచ్చే కాంతి దాని లోపల ఉన్న ప్లాస్మా నుండి వస్తుంది.
కింది వరుస: ఫిలమెన్టేషన్ సహా ప్లాస్మా యొక్క కొన్ని మరింత క్లిష్టమైన విషయాలను చిత్రీకరించిన ఒక ప్లాస్మా గ్లోబ్. ఇక రెండవ చిత్రం స్పేస్ షటిల్ అట్లాంటిస్ భూమి యొక్క వాతావరణంలోకి తిరిగి వచ్చే సమయంలో ఆ మార్గంలో ఇంటర్నేషనల్ స్పేస్ స్టేషన్ నుంచి కనిపించిన ప్లాస్మా జాడలు. |

**ప్లాస్మా** అనేది పదార్థం యొక్క నాలుగు ప్రాథమిక స్థితులలో ఒకటి, మిగతా స్థితులు ఏవనగా ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితులు. ప్లాస్మా మిగతా స్థితుల వాటిలా కాకుండా వేరే లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ప్లాస్మాను వాయువు వేడి చేయడం ద్వారా సృష్టించవచ్చు లేదా లేజర్ లేదా మైక్రోవేవ్ జనరేటర్ తో అనువర్తితం చేసి బలమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రానికి గురిచేయడం ద్వారా సృష్టించవచ్చు. ప్రస్తుత స్థితిలో ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య తగ్గటం లేదా పెరగటం జరుగుతుంది, అయాన్లని పిలవబడే ధనాత్మక లేదా ఋణాత్మక ఆవేశ రేణువులు సృష్టించబడతాయి, పరమాణు బంధాల విఘటన చే సమేతమయివుంటాయి. ఛార్జ్ వాహకాల యొక్క గణనీయమైన సంఖ్య యొక్క ఈ ఉనికి ప్లాస్మా విద్యుత్ వాహక చేస్తుంది అలా అది విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలకు బలంగా స్పందిస్తుంది. వాయువు మాదిరిగా ప్లాస్మా ఒక కంటైనర్ నడుమ తప్ప కచ్చితమైన ఆకారం లేదా కచ్చితమైన ఘనపరిమాణం కలిగి ఉండదు.

ఒక పదార్థాన్నికి ఎక్కువ వేడి కలుగచేసినప్పుడు అది వాయువుగా మారుతుంది. ఆ వాయువుకు అత్యంత తీవ్రమైన ఉష్ణోగత్రను కలుగజేసినప్పుడు ప్లాస్మా స్థితిలోకి మారుతుంది. ఈ స్థితిలో ఇతర ఘన, ద్రవ, వాయు పదార్థములలోని అణువులలో వలె కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్లు తిరుగుతూ ఉండవు, కేంద్రకాలు, ఎలక్ట్రానులు వేటికవి స్వేచ్ఛగా తిరుగుతుంటాయి. ఇలా అవి వేటికవి తిరగడానికి కారణం అత్యంత ఉష్ణశక్తి వాటిని అత్యంత వేగంగా చలించేలా చేయటం. అలా ప్లాస్మాలో కణాలు దూరదూరమవుతాయి, సాంద్రత తక్కువవుతుంది, ఆకర్షించుకునే అవకాశాలు తక్కువవుతాయి.

ఈ విశ్వంలో దాదాపు 99 శాతం పదార్థం ప్లాస్మా స్థితిలోనే ఉంటుంది. సూర్యునిలో, నక్షత్రాలలో, భూమి యొక్క అయానావరణంలో ప్లాస్మా ఉంటుంది.
|*రూపొందించబడినది లేదా మలచబడినది*}} అనేది పదార్థం యొక్క ఒక స్థితి. ఒక వాయువు (Gas) కొంత మేరకు అయనీకరణం (Ionization) చెందినప్పుడు ఈ స్థితి ఏర్పడుతుంది. ఇందులో గణనీయమైన సంఖ్యలో విద్యుత్ ఆవేశం ఉన్న రేణువులు (Charged particles) ఉంటాయి. వీటినే అయాన్లు (Ions) లేదా ఎలక్ట్రాన్లు (Electrons) అంటారు. భూమి మీద ప్లాస్మా చాలా అరుదుగా కనిపిస్తుంది. కానీ విశ్వంలోని సాధారణ పదార్థంలో 99.9% ప్లాస్మా రూపంలోనే ఉంటుందని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నారు. నక్షత్రాలు దాదాపు పూర్తిగా ప్లాస్మాతో నిండిన గోళాలు. నక్షత్రాల మధ్య ఉండే ఖాళీ ప్రదేశం (Intergalactic medium) కూడా ప్లాస్మాతోనే నిండి ఉంటుంది.
ప్లాస్మాను కృత్రిమంగా కూడా తయారు చేయవచ్చు. ఒక సాధారణ వాయువును బాగా వేడి చేయడం ద్వారా లేదా దానిపై శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని (Electromagnetic field) ప్రయోగించడం ద్వారా ప్లాస్మా ఏర్పడుతుంది. ప్లాస్మాలో విద్యుత్ ఆవేశం ఉన్న రేణువులు ఉండటం వల్ల, ఇది విద్యుత్తును బాగా ప్రసరింపజేస్తుంది (Electrically conductive). ఈ రేణువుల కదలికలు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల ద్వారా నియంత్రించబడతాయి. ప్లాస్మా యొక్క ఈ లక్షణాన్ని ఆధునిక పరికరాలలో ఉపయోగిస్తున్నారు. ఉదాహరణకు, ప్లాస్మా టెలివిజన్లు, ప్లాస్మా ఎచింగ్ వంటి సాంకేతికతలలో దీనిని వాడతారు.

## చరిత్ర

1816లో మైకేల్ ఫెరడే (Michael Faraday) తన ఉపన్యాసాలలో "రేడియంట్ మ్యాటర్" (Radiant matter) గురించి ప్రస్తావించారు. ఇది వాయువు కంటే భిన్నమైన స్థితి అని ఆయన ఊహించారు. 1879లో సర్ విలియం క్రూక్స్ (Sir William Crookes) ప్రయోగశాలలో ప్లాస్మాను మొదటిసారిగా గుర్తించారు. దీనిని ఆయన "నాల్గవ స్థితి" అని పిలిచారు.

1920లలో ఇర్వింగ్ లాంగ్ముయిర్ (Irving Langmuir) ప్లాస్మాపై క్రమబద్ధమైన పరిశోధనలు చేశారు. 1928లో ఆయనే దీనికి "ప్లాస్మా" అనే పేరు పెట్టారు. రక్తంలోని ప్లాస్మా ద్రవం ఎర్ర రక్త కణాలను, తెల్ల రక్త కణాలను ఎలా మోసుకెళ్తుందో, అలాగే ఈ అయనీకరణం చెందిన వాయువు కూడా ఎలక్ట్రాన్లను, అయాన్లను మోసుకెళ్తుందని ఆయన భావించారు. అందుకే ఈ పేరు వచ్చింది.

ప్లాస్మా ఎలక్ట్రిక్ మైక్రోఫీల్డ్స్. ఇక్కడ వేగంగా కదిలే ఎలక్ట్రాన్లు, నెమ్మదిగా కదిలే అయాన్లను చూడవచ్చు.
## ప్లాస్మా నిర్వచనం

ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితుల తర్వాత ప్లాస్మాను పదార్థం యొక్క నాలుగవ స్థితిగా పిలుస్తారు. ప్లాస్మా అంటే విడివిడిగా ఉండే పాజిటివ్, నెగటివ్ రేణువుల సమూహం. ప్లాస్మాలోని మొత్తం విద్యుత్ ఆవేశం సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది, దీనినే క్వాసీ-న్యూట్రాలిటీ (Quasineutrality) అంటారు.

వాయువుకు, ప్లాస్మాకు మధ్య కొన్ని ముఖ్యమైన తేడాలు ఉన్నాయి:

| లక్షణం | వాయువు (Gas) | ప్లాస్మా (Plasma)
 |
| --- | --- | --- |
| పరస్పర చర్యలు
 | రేణువుల మధ్య తక్కువ దూరం ఉన్నప్పుడు మాత్రమే ఢీకొంటాయి.
 | రేణువుల మధ్య దూరం ఎక్కువగా ఉన్నా విద్యుదయస్కాంత బలాల వల్ల ఒకదానిపై ఒకటి ప్రభావం చూపుతాయి.
 |
| విద్యుత్ ప్రసరణ
 | చాలా తక్కువ. వాయువులు విద్యుత్ బంధకాలుగా పనిచేస్తాయి.
 | చాలా ఎక్కువ. ప్లాస్మా విద్యుత్తును అద్భుతంగా ప్రసరింపజేస్తుంది.
 |
| రేణువుల రకాలు
 | అన్ని రేణువులు ఒకేలా ప్రవర్తిస్తాయి.
 | ఎలక్ట్రాన్లు, అయాన్లు వేర్వేరు బరువులు, ఆవేశాలు కలిగి ఉండి విభిన్నంగా ప్రవర్తిస్తాయి.
 |

## ప్లాస్మా రకాలు

ప్లాస్మాను ప్రధానంగా మూడు రకాలుగా విభజించవచ్చు:

### 1. ఆదర్శ ప్లాస్మా (Ideal Plasma)

ఇందులో విద్యుత్ ఆవేశం ఉన్న రేణువుల సంఖ్య చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. రేణువుల మధ్య జరిగే పరస్పర చర్యలు దాని అంచులలో కంటే మధ్య భాగంలో చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి. సాధారణ వాయు గతి శాస్త్రం కంటే విద్యుత్ ఆకర్షణ బలాలు ఇక్కడ ఎక్కువగా పనిచేస్తాయి.

### 2. తటస్థం కాని ప్లాస్మా (Non-neutral Plasma)

సాధారణంగా ప్లాస్మా తటస్థంగా ఉంటుంది. కానీ కొన్నిసార్లు ఒకే రకమైన ఆవేశం (ఉదాహరణకు కేవలం ఎలక్ట్రాన్లు మాత్రమే) ఉన్న ప్లాస్మాను తయారు చేయవచ్చు. దీనిని తటస్థం కాని ప్లాస్మా అంటారు. పార్టికల్ బీమ్స్ (Particle beams) దీనికి మంచి ఉదాహరణ.

### 3. డస్టీ ప్లాస్మా (Dusty Plasma)

ప్లాస్మాలో చిన్న చిన్న ధూళి కణాలు కూడా ఉంటే దానిని డస్టీ ప్లాస్మా అంటారు. అంతరిక్షంలో ఇలాంటి ప్లాస్మా ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది. ప్రయోగశాలల్లో దీనిని కాంప్లెక్స్ ప్లాస్మా అని కూడా పిలుస్తారు.

## ప్లాస్మా ధర్మాలు

ప్లాస్మాను అర్థం చేసుకోవడానికి కొన్ని ముఖ్యమైన అంశాలను పరిశీలించాలి:

**సాంద్రత (Density):** ప్లాస్మాలో ఒక నిర్ణీత పరిమాణంలో ఎన్ని ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయో తెలిపేదే ప్లాస్మా సాంద్రత.

**అయనీకరణం స్థాయి (Ionization degree):** వాయువులోని రేణువులలో ఎంత శాతం అయాన్లుగా మారాయో ఇది తెలుపుతుంది. పూర్తిగా అయనీకరణం చెందిన ప్లాస్మాలో అన్ని రేణువులు ఆవేశం కలిగి ఉంటాయి.

**ఉష్ణోగ్రత (Temperature):** ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రతను కెల్విన్ లేదా ఎలక్ట్రాన్ వోల్ట్లలో కొలుస్తారు. ప్లాస్మా ఏర్పడటానికి చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత అవసరం. సూర్యుడి వంటి నక్షత్రాలలో ఉష్ణోగ్రత కొన్ని లక్షల డిగ్రీలు ఉంటుంది.

భూమి ధ్రువాల నుండి అంతరిక్షంలోకి వెళ్తున్న ప్లాస్మా ఫౌంటెన్ యొక్క చిత్రం. ఇక్కడ ఆక్సిజన్, హీలియం, హైడ్రోజన్ అయాన్లు అంతరిక్షంలోకి చిమ్ముతాయి.
## అంతరిక్షంలో ప్లాస్మా

మనం రాత్రిపూట చూసే నక్షత్రాలు, పాలపుంతలు అన్నీ ప్లాస్మాతోనే నిర్మితమయ్యాయి. భూమి వాతావరణం పైన ఉండే అయానోస్పియర్ (Ionosphere) కూడా ఒక ప్లాస్మా పొర. సూర్యుడి నుండి వచ్చే సౌర గాలి (Solar wind) ప్లాస్మా రూపంలోనే ఉంటుంది. అంతరిక్షంలోని నల్ల రంధ్రాల (Black holes) చుట్టూ ఉండే పదార్థం కూడా ప్లాస్మా స్థితిలోనే ఉంటుంది.

## ప్లాస్మా తయారీ - ఉపయోగాలు

ప్లాస్మాను కృత్రిమంగా తయారు చేయడానికి చాలా శక్తి అవసరం. దీనిని విద్యుత్ ప్రవాహం ద్వారా లేదా రేడియో తరంగాల ద్వారా తయారు చేస్తారు.

### ప్లాస్మా వల్ల ఉపయోగాలు:

**పరిశ్రమలు:** లోహాలను కత్తిరించడానికి (Plasma cutting), వెల్డింగ్ చేయడానికి ప్లాస్మాను వాడతారు.

**ఎలక్ట్రానిక్స్:** కంప్యూటర్ చిప్స్ తయారీలో ప్లాస్మా ఎచింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగిస్తారు.

**వైద్యం:** ప్లాస్మా మెడిసిన్ అనే కొత్త రంగం అభివృద్ధి చెందుతోంది. ఇది బ్యాక్టీరియాను చంపడానికి, గాయాలను నయం చేయడానికి ఉపయోగపడుతుంది.

**లైటింగ్:** ఫ్లోరోసెంట్ బల్బులు, నియాన్ దీపాలలో ప్లాస్మా ఉంటుంది.

## ప్లాస్మా గ్యాలరీ

* ప్లాస్మా స్ప్రేయింగ్ ప్రక్రియ
* హాల్ ఎఫెక్ట్ థ్రస్టర్
* సూర్యునిపై సౌర ప్లాస్మా
* టోకామాక్ లో ప్లాస్మా

## ఇవి కూడా చూడండి

* పదార్థము
* నక్షత్రం
* భౌతిక శాస్త్రం

## వివరణలు

## మూలాలు

## ఇతర లింకులు

* NASA ప్లాస్మా సమాచారం
* MIT ప్లాస్మా సైన్స్ సెంటర్