プラズマ
プラズマ(電離気体, 英: plasma)は、荷電粒子(イオンまたは電子)がかなりの割合で存在することを特徴とする、固体・液体・気体と並ぶ物質の4つの基本的な状態の1つ。狭義のプラズマとは、気体を構成する分子が電離し陽イオンと電子に分かれて運動している状態であり、電離した気体に相当する。プラズマは、中性ガスを加熱するか、強い電磁場にさらすことによって人工的に生成することができる。 主に恒星(太陽を含む)に存在する、宇宙で最も豊富な通常の物質の形態であるが、希薄な銀河間ガスや、銀河団ガスも支配している。
プラズマを荷電粒子からなる多体系と捉える場合をプラズマの粒子モデルと呼ぶ。プラズマ粒子のクーロン衝突やサイクロトロン運動が粒子モデルによる記述である。また、プラズマ粒子の速度を分布関数によって近似する場合を運動論的モデルと呼ぶ。さらに、プラズマの速度分布関数がマクスウェル分布であると仮定できる場合を流体モデルと呼ぶ。最後に、イオン流体と電子流体を結合して一体の流体として扱う場合を磁気流体力学 (Magnetohydrodynamics, MHD) モデルと呼ぶ。
柱状になったプラズマの軸方向に電流を流すと、作り出された磁場と電流自身の相互作用ローレンツ力により、プラズマが急速に締め付けられて、中心部に細い紐状になって集中する現象。これによってプラズマは容器壁から離れてプラズマの閉じ込めが可能になり、同時にジュール熱の発生と圧縮による高温を生じる。原子核融合の初期段階の研究にとって重要。「ピンチ効果」という語彙はもともとは自己収縮するプラズマのことを指していて、L.Tonksがアーク放電が起きるとプラズマを流れる電流が周囲に磁場を形成してプラズマ自体が周囲の磁気エネルギーを取り込んで自己収縮するため電流が細く集中する現象に対してつけた。