ダストプラズマ
ダストプラズマ中で Γd ≪ 1 ならば微粒子の熱エネルギーが相互作用エネルギーより充分に大きいので、微粒子は自由に飛び回り、「気体」になぞらえられる。それに対し、Γd が 1 を越えると相互作用が熱運動に勝り、微粒子間に何らかの秩序が生じて「液体」になったと見なせる。Γd がさらに大きくなると、条件によっては微粒子は格子状に配列して結晶をつくり、「固体」になる。これをクーロン結晶と言う。
通常の分子では分子間力は遠くでは引力、近くでは斥力であり、その中間にポテンシャル最小の距離がある。そこで隣り合った分子はこの距離で並ぼうとして、それを分子間隔とする結晶をつくる。ダストプラズマでは微粒子間の力は斥力だけなので、その機構による結晶は出来ない。しかし、ダストプラズマでは微粒子は外へ出ようとすると、プラズマ内で全体の電気的中性を保つために発生する電場により引き戻される。 こうして微粒子はプラズマ内に閉じ込められ、微粒子系の体積は限定される。
ダストプラズマ中のダスト微粒子の大きさは数 nm(ナノメートル)から数百 μm(マイクロメートル)までの広範囲にわたる。典型的には数 μm の微粒子を考える。
プラズマ中では微粒子は電子とイオンの流入を受けるが、速さに勝る電子がより多く流入して、微粒子は負に帯電する。その結果、微粒子の電位は負になる。そして電位が充分低くなると電子を追い返すようになり、電子とイオンの流入放出が釣り合って荷電が一定の値に落ち着く。その値は小さい微粒子では電気素量 e の数倍であるが、μm以上の大きな微粒子では10e から10e にもなる。
かようにして、ダスト微粒子は一般に大きな荷電を持っている。そしてnmスケールの小さいダスト微粒子はプラズマのほかのイオンや電子と同様に電磁場による力によって行動が支配される。しかし、数十 μm クラスの大きい微粒子では重力やプラズマによる粘性抵抗の影響を強く受ける。