Պլազմա (ֆիզիկա)

Պլազման (հունարեն πλάσμα, "ձևավորված ամեն ինչ") նյութի չորս ագրեգատային վիճակներից մեկն է (մյուսները՝ պինդ, հեղուկ և գազ)։ Գազի տաքացումը հանգեցնում է դրա իոնացմանը․ տաքացման արդյունքում մեծանում են գազը կազմող մասնիկների՝  մոլեկուլների կամ ատոմների քաոսային շարժման արագությունները, և դրանք բախվելով տրոհվում են ավելի փոքր մասնիկների՝ ընդհուպ միչև էլեկտրոնների կամ բացասական իոնների և դրական իոնների։

Մասամբ կամ լրիվ իոնացված գազը, որում դրական և բացասական լիցքերի քանակը գործնականորեն համընկնում են(քվազիչեզոք), և որում կուլոնյան փոխազդեցությամբ պայմանավորված առաջանում են նոր տիպի՝ կոլեկտիվ հատկություններ,  կոչվում է պլազմա։ Այսպիսով՝ պլազման իոններից, էլեկտրոններից և չեզոք ատոմներից կազմված էլեկտրաչեզոք համակարգ է։ Պլազմա կարելի է ստանալ ոչ միայն գազի տաքացման, այլև տարբեր իոնարարների՝ գազանման ճառագայթումների, լիցքավորված մասնիկների ազդեցությամբ։ Պլազման օժտված է մի շարք հատկություններով, որոնց շնորհիվ այն դիտվում է որպես նյութի առանձին ագրեգատային վիճակ։ Պլազման, ի տարբերություն սովորական գազերի, օժտված է մեծ ջերմահաղորդականությամբ և էլեկտրահաղորդականությամբ։ Ի տարբերություն մետաղների, ջերմաստիճանը բարձրացնելիս պլազմայի դիմադրությունը փոքրանում է։ Շատ բարձր ջերմաստիճաններում պլազմայի դիմադրությունը գրեթե հավասարվում է զրոյի. այն իրեն դրսևորում է որպես գերհաղորդիչ։ Եթե երկրագնդի վրա պլազմայի նյութի համեմատաբար հազվադեպ հանդիպող վիճակ է և ստացվում է հիմնականում արհեստական ճանապարհեվ, ապա Տիեզերում պլազմային վիճակում է գտնվում նյութի 99%-ը։ 1000 ÷ 10000 Կ ջերմաստիճան ունեցող պլազման անվանում են ցածրջերմաստիճանային կամ սառը պլազմա։ Այդպիսի պլազմայի օրինակներ են գազային պարպման ժամանակ առաջացած իոնացած գազը, բոցը, երկրագունդը շրջապատող իոնոլորտը և այլն։ Գոյություն ունեն հատուկ սարքեր՝ պլազմատրոններ։ Դրանք ստեղծում են ցածրջերմաստճանային պլազմայի խիտ շիթեր, որոնք կիրառում են մետաղներ կտրելու և եռակցելու, պինդ ապարներում հորատանցքեր բացելու նպատակով։

Պլազմային վիճակում է գտնվում տեսանելի Տիեզերքի նյութի գերակշիռ մասը՝ աստղերը, գալակտիկաները, միգամածությունները և միջաստղային միջավայրը։ Երկրամերձ տարածությունում պլազման գոյություն ունի արեգակնային քամու և իոնոլորտի տեսքով։ Երկրամերձ պլազմայում ընթացող երևույթներով են պայմանավորված բևեռափայլը, մագնիսական փոթորիկները, հեռավոր կապի դեպքում՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթների անդրադարձումը իոնոլորտից։ Լաբորատոր պայմաններում և արդյունաբերության մեջ պլազման ստացվում է էլեկտրական պարպումներով, այրման ու պայթյունի դեպքում, գազապարպումային լամպերում, պլազմային արագացուցիչներում, գեներատորներում և այլուր։ Բոլոր նյութերը բարձր ջերմաստիճաններում անցնում են պլազմայի վիճակի։ Քանի որ նյութն ունի 3՝ պինդ, հեղուկ և գազային վիճակներ, որոնց այն փոխարկվում է ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց, պլազման հաճախ համարում են նյութի չորրորդ վիճակ, սակայն իրականում այն նյութի նոր ագրեգատային վիճակ չէ։

Պլազման ոչ միայն գիտական հետազոտությունների առարկա է, այլև լայնորեն կիրառվում է արտադրության և տեխնիկայի ամենատարբեր բնագավառներում։ Դեյտերիումի և տրիտիումի խառնուրդից կազմված բարձրջերմաստիճանային պլազման գիտնականներն ուսումնասիրում են կառավարվող ջերմամիջուկային սինթեզի իրականացման համար։ Այդ նպատակով պատրաստված բազմաթիվ սարքերից են տոկամակը, ստելառատորը և պլազմային կիզակետը։ Ցածրջերմաստիճանային պլազման օգտագործվում է բազմապիսի գազապարպումային սարքերում՝ գազային լազերներում, իոնային սարքերում, պլազմատրոններում (ցածր ջերմաստիճանային կամ «սառը» պլազմայի շիթեր ստանալու սարք), պլազմային շարժիչներում (որտեղ հրթիռային վառելիքն օգտագործվում է պլազմայի վիճակում) և այլուր։ Պլազմաքիմիայում ցածրջերմաստիճանային պլազման օգտագործում են քիմիական որոշ միացությունների, օրինակ՝ իներտ գազերի և հալոգենիդների ստացման համար։ Պլազմային մետալուրգիայում հանքանյութերից մետաղների կորզումը, մետաղների և դրանց համաձուլվածքների հալումն ու վերամշակումն արագացնելու համար օգտագործում են պլազմային տաքացումը։ Լայն կիրառություն և զարգացման մեծ պոտենցիալ ունեն պլազմային շարժիչները, որոնցով զինված են գրեթե բոլոր տիեզերանավերը և արբանյակները։ Ներկայումս դրանք զարգացնում են ընդամենը մի քանի գրամ քարշի ուժ, և օգտագործվում են տիեզերական ապարատների ուղեծրերի ճշգրտման համար։

10000 Կ-ից բարձր ջերմաստիճան ունեցող պլազման անվանում են բարձրջերմաստիչանային կամ տաք պլազմա։ Այդպիսի պլազմա գոյություն ունի Արեգակի և այլ աստղերի ընդերքում, որտեղ ընթացող ջերմամիջուկային ռեակցիաների հետևանքով անջատվում է հսկայական էներգիա։

Գրականություն 
 А.Ф.Александров, Л.С.Богданкевич, А.А.Рухадзе "Основы электродинамики плазмы" 2-е издание

Ծանոթագրություններ 

Պլազմա
Ֆիզիկայի հասկացություններ