Xem mã nguồn của Plasma

{{1000 bài cơ bản}}
{{Dablink|Bài này nói về một trạng thái vật chất. Xem các nghĩa khác tại [[Plasma (định hướng)]]''}}
[[Tập tin:Plasma-lamp 2.jpg|nhỏ|350px|Một hạt nhân nguyên tử ở trạng thái plasma với những tia plasma mở rộng từ [[điện cực]] bên trong tới lớp thủy tinh cách điện bên ngoài, tạo ra nhiều chùm sáng.]]
{{Vật lý vật chất ngưng tụ}}
{{Khoa học}}
'''Plasma''' ({{Etymology|grc|''πλάσμα''&#8203;|vật chất có thể uốn}}<ref name="πλάσμα2">[http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Dpla%2Fsma πλάσμα] , Henry George Liddell, Robert Scott, ''A Greek English Lexicon'', on Perseus</ref>) hay còn được gọi là '''Ly tử thể''' là một trong [[Trạng thái vật chất|bốn trạng thái cơ bản của vật chất]], và được nhà hóa học [[Irving Langmuir]] mô tả lần đầu tiên<ref name="Itpp19953">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=7kM7yEFUGnAC&printsec=frontcover&dq=chen+%22introduction+to+plasma+physics%22#v=onepage|title=Introduction to Plasma Physics|last=Goldston|first=R.J.|last2=Rutherford|first2=P.H.|date=1995|publisher=Taylor & Francis|isbn=978-0-7503-0183-1|page=1−2}}</ref> trong những năm 1920.<ref name="Itpd2012a">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=DB0L6P3TwiYC&printsec=frontcover&dq=Introduction+to+Plasma+Dynamics+morozov#v=onepage|title=Introduction to Plasma Dynamics|last=Morozov|first=A.I.|date=2012|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4398-8132-3|page=17}}</ref> Nó bao gồm một chất khí gồm [[Ion|các ion]] – các nguyên tử mất một số electron trên quỹ đạo – và [[Electron|các electron]] tự do. Plasma có thể được tạo ra một cách nhân tạo bằng cách đốt nóng một chất khí trơ hoặc đặt nó vào một [[trường điện từ]] mạnh đến mức mà một chất khí bị ion hóa ngày càng trở nên [[dẫn điện]]. Các ion và điện tử mang [[điện tích]] bị ảnh hưởng bởi các trường điện từ tầm xa, làm cho động lực học plasma nhạy cảm hơn với các trường này so với khí trơ.<ref name="Itpd2012b">{{Chú thích sách|title=Introduction to Plasma Dynamics|last=Morozov|first=A.I.|date=2012|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4398-8132-3|page=30}}</ref>

Plasma và khí ion hóa có các đặc tính và hành vi không giống như các trạng thái khác của vật chất, và sự [[Chuyển pha|chuyển đổi]] giữa chúng chủ yếu là vấn đề về danh pháp<ref name="Itpp19953"/> và tùy thuộc vào việc giải thích như thế nào.<ref name="Itpd2012">{{Chú thích sách|title=Introduction to Plasma Dynamics|last=Morozov|first=A.I.|date=2012|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4398-8132-3|page=4−5}}</ref> Dựa trên [[nhiệt độ]] và [[Khối lượng riêng|mật độ]] của môi trường chứa plasma, các dạng plasma [[Điện li|ion hóa]] một phần hoặc ion hóa hoàn toàn có thể được tạo ra. Quảng cáo đèn neon và [[Tia sét|tia chớp]] là những ví dụ về các plasmas bị ion hóa một phần.<ref>{{Chú thích web|url=http://science.howstuffworks.com/nature/natural-disasters/lightning2.htm|tựa đề=How Lightning Works|ngày=April 2000|nhà xuất bản=HowStuffWorks|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20140407080201/http://science.howstuffworks.com/nature/natural-disasters/lightning2.htm|ngày lưu trữ=7 April 2014}}</ref> [[Tầng điện li|Tầng điện ly]] của Trái Đất là một plasma và [[từ quyển]] chứa plasma trong [[môi trường không gian]] xung quanh Trái Đất. Phần bên trong của [[Mặt Trời]] là một ví dụ về plasma ion hóa hoàn toàn,<ref name="Phillips1995">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=idwBChjVP0gC&printsec=frontcover&dq=Guide+to+the+Sun+phillips#v=onepage|title=Guide to the Sun|last=Phillips|first=K. J. H.|date=1995|publisher=[[Cambridge University Press]]|isbn=978-0-521-39788-9|page=295|archive-url=https://web.archive.org/web/20180115215631/https://books.google.com/books?id=idwBChjVP0gC&printsec=frontcover&dq=Guide+to+the+Sun+phillips&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiBj4Gbj5bXAhXrrVQKHfnAAKUQ6AEIKDAA#v=onepage&q&f=false|archive-date=15 January 2018|df=dmy-all}}</ref> cùng với [[Vành nhật hoa|vầng hào quang Mặt Trời]]<ref name="Aschwanden2004">{{Chú thích sách|title=Physics of the Solar Corona. An Introduction|last=Aschwanden|first=M. J.|publisher=Praxis Publishing|year=2004|isbn=978-3-540-22321-4}}</ref> và các [[Sao|ngôi sao]].<ref name="Piel2010">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=9cA0DwAAQBAJ&pg=PR8#v=onepage|title=Plasma Physics: An Introduction to Laboratory, Space, and Fusion Plasmas|last=Piel|first=A.|date=2010|publisher=[[Springer Nature|Springer]]|isbn=978-3-642-10491-6|pages=4–5|archive-url=https://web.archive.org/web/20160105142523/https://books.google.com/books?hl=en#v=onepage&q&f=false|archive-date=5 January 2016|df=dmy-all}}</ref>

Tích điện dương trong [[ion]] đạt được bằng cách loại bỏ [[Electron|các electron]] quay xung quanh hạt nhân nguyên tử. Tại đó tổng số electron bị loại bỏ có liên quan đến một trong hai yếu tố: nhiệt độ tăng hoặc mật độ địa phương của vật chất bị ion hóa khác. Điều này cũng có thể đi kèm với sự phân ly của [[Liên kết cộng hóa trị|các liên kết phân tử]],<ref name="Sturrock2">{{Chú thích sách|title=Plasma Physics: An Introduction to the Theory of Astrophysical, Geophysical & Laboratory Plasmas|url=https://archive.org/details/plasmaphysicsint0000stur|last=Sturrock|first=Peter A.|date=1994|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-44810-9}}</ref> mặc dù quá trình này khác hẳn với [[Hóa học|các quá trình hóa học]] của [[Các ion kim loại trong dung dịch nước|tương tác ion trong chất lỏng]] hoặc hành vi của các ion chia sẻ chung trong [[kim loại]]. Phản ứng của plasma đối với trường điện từ được sử dụng trong nhiều thiết bị công nghệ hiện đại, chẳng hạn như [[Màn hình plasma|tivi plasma]] hay máy [[Khắc Plasma|khắc plasma]].<ref name="Itptma2013">{{Chú thích sách|title=Low Temperature Plasma Technology: Methods and Applications|url=https://archive.org/details/lowtemperaturepl0000chup|last=Chu|first=P.K.|last2=Lu|first2=XinPel|date=2013|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4665-0990-0}}</ref>

Plasma có thể là dạng [[Baryon|vật chất thông thường]] phong phú nhất trong [[vũ trụ]],<ref name="Itptma2013a">{{Chú thích sách|title=Low Temperature Plasma Technology: Methods and Applications|url=https://archive.org/details/lowtemperaturepl0000chup|last=Chu|first=P.K.|last2=Lu|first2=XinPel|date=2013|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4665-0990-0|page=[https://archive.org/details/lowtemperaturepl0000chup/page/3 3]}}</ref> mặc dù giả thuyết này hiện chỉ là dự kiến dựa trên sự tồn tại và các đặc tính chưa biết của [[vật chất tối]]. Plasma chủ yếu được cho là tồn tại ở các [[Sao|ngôi sao]], mở rộng đến môi trường nội bộ hiếm gặp và có thể là [[Không gian ngoài thiên thể|các vùng giữa các thiên hà]].<ref name="BoPA2015">{{Chú thích sách|title=Basics of Plasma Astrophysics|last=Chiuderi|first=C.|last2=Velli|first2=M.|date=2015|publisher=[[Springer Nature|Springer]]|isbn=978-88-470-5280-2|page=17}}</ref>

== Lịch sử ==
Từ ''plasma'' bắt nguồn {{Etymology|grc|''πλάσμα''&#8203;|vật chất có thể uốn}}<ref name="πλάσμα2"/> hoặc "thạch",<ref name="Itpp19953"/> và mô tả hành vi của các hạt nhân nguyên tử khi bị ion hóa và các electron trong khu vực xung quanh của plasma. Giải thích một cách đơn giản là mỗi hạt nhân này trôi lơ lửng trong một biển electron chuyển động được. Plasma lần đầu tiên được xác định trong [[ống Crookes]], và được [[William Crookes|Sir William Crookes]]  mô tả vào năm 1879 (ông gọi nó là "vật chất bức xạ").<ref>Crookes presented a [[Bài giảng|lecture]] to the [[Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Anh|British Association for the Advancement of Science]], in Sheffield, on Friday, 22 August 1879 {{Chú thích web|url=http://www.worldcatlibraries.org/wcpa/top3mset/5dcb9349d366f8ec.html|tựa đề=Archived copy|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20060709162459/http://www.worldcatlibraries.org/wcpa/top3mset/5dcb9349d366f8ec.html|ngày lưu trữ=9 July 2006|ngày truy cập=2006-05-24}} {{Chú thích web|url=http://www.tfcbooks.com/mall/more/315rm.htm|tựa đề=Radiant Matter|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20060613212651/http://tfcbooks.com/mall/more/315rm.htm|ngày lưu trữ=13 June 2006|ngày truy cập=2006-05-24}}</ref> Bản chất của vật chất " [[tia âm cực]] " này sau đó đã được nhà vật lý người Anh [[Joseph John Thomson|Sir JJ Thomson]] xác định vào năm 1897.<ref>Announced in his evening lecture to the [[Viện Hoàng gia|Royal Institution]] on Friday, 30 April 1897, and published in {{Chú thích tạp chí|last=Thomson|first=J. J.|date=1897|title=J. J. Thomson (1856–1940)|url=http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/thomson1897.html|journal=[[Philosophical Magazine]]|volume=44|issue=269|pages=293–316|doi=10.1080/14786449708621070|archive-url=https://web.archive.org/web/20150812112129/http://web.lemoyne.edu/%7EGIUNTA/thomson1897.html|archive-date=12 August 2015}}</ref>

Thuật ngữ "plasma" được [[Irving Langmuir]] đưa ra như một mô tả về khí ion hóa vào năm 1928.<ref name="langmuir19282">{{Chú thích tạp chí|last=Langmuir|first=I.|year=1928|title=Oscillations in Ionized Gases|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|volume=14|issue=8|pages=627–637|bibcode=1928PNAS...14..627L|doi=10.1073/pnas.14.8.627|pmc=1085653|pmid=16587379}}</ref> [[Lewi Tonks]] và Harold Mott-Smith, cả hai đều đã làm việc với Irving Langmuir trong những năm 1920, nhớ lại rằng Langmuir lần đầu tiên sử dụng từ "plasma", tương tự với máu.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Tonks|first=Lewi|year=1967|title=The birth of "plasma"|url=https://archive.org/details/sim_american-journal-of-physics_1967-09_35_9/page/857|journal=American Journal of Physics|volume=35|issue=9|pages=857–858|bibcode=1967AmJPh..35..857T|doi=10.1119/1.1974266}}</ref><ref>{{Chú thích sách|title=Gaseous Electronics|last=Brown, Sanborn C.|date=1978|publisher=Academic Press|isbn=978-0-12-349701-7|editor-last=Hirsh, Merle N.|volume=1|chapter=Chapter 1: A Short History of Gaseous Electronics|editor-last2=Oskam, H. J.|chapter-url=https://books.google.com/books?id=C1UmeQ_E0_AC&pg=PA1#v=onepage|archive-url=https://web.archive.org/web/20171023230956/https://books.google.co.uk/books?hl=en&lr=&id=C1UmeQ_E0_AC&oi=fnd&pg=PA1&ots=vwabB53YqL&sig=SI8DiBRSQI_yGy_DrspkxNLR0rs#v=onepage&q=blood&f=false|archive-date=23 October 2017|df=dmy-all}}</ref> Đặc biệt, Mott-Smith nhắc lại rằng việc vận chuyển các điện tử từ các sợi nhiệt điện đã khiến Langmuir liên kết với hình ảnh "cách huyết tương mang các tiểu thể máu hồng cầu và bạch cầu."<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Mott-Smith|first=Harold M.|year=1971|title=History of "plasmas"|journal=Nature|volume=233|issue=5316|page=219|bibcode=1971Natur.233..219M|doi=10.1038/233219a0|pmid=16063290|doi-access=free}}</ref>

Langmuir mô tả plasma mà ông quan sát được như sau:

"''Ngoại trừ gần các điện cực, nơi có'' vỏ bọc ''chứa rất ít điện tử, khí bị ion hóa chứa các ion và điện tử với số lượng bằng nhau nên điện tích không gian thu được là rất nhỏ.'' ''Chúng ta sẽ sử dụng tên'' plasma ''để mô tả vùng này, vốn chứa các điện tích cân bằng của các ion và electron.''"<ref name="langmuir19282"/>

== Thuộc tính và thông số ==
[[Tập tin:Plasma_fountain.gif|350px|nhỏ|Hình ảnh tưởng tượng của nghệ sĩ về [[Gió plasma|đài phun gió plasma]] của Trái Đất, cho thấy các ion oxy, heli và hydro phun vào không gian từ các vùng gần các cực của Trái Đất. Vùng màu vàng mờ được hiển thị phía trên cực bắc đại diện cho khí bị thoát khỏi Trái Đất và bay vào không gian; khu vực màu xanh lá cây là [[Cực quang|cực quang borealis]], nơi năng lượng plasma đổ ngược trở lại bầu khí quyển.<ref>Plasma fountain [http://pwg.gsfc.nasa.gov/istp/news/9812/solar1.html Source] , press release: [http://pwg.gsfc.nasa.gov/istp/news/9812/solarwind.html Solar Wind Squeezes Some of Earth's Atmosphere into Space] </ref>]]

=== Định nghĩa ===
Plasma là một [[trạng thái vật chất]] trong đó một chất khí bị ion hóa trở nên [[dẫn điện]] cao đến mức [[Điện từ học|điện trường và từ trường]] tầm xa chi phối hoạt động của vật chất.<ref name="Chen, Francis F. 2016 2–32">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=WGbaBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=editions:9PGss7GnX-MC#v=onepage|title=Introduction to Plasma Physics and controlled fusion|last=Chen, Francis F.|publisher=Springer International Publishing|year=1984|isbn=9781475755954|pages=2–3|archive-url=https://web.archive.org/web/20180115215631/https://books.google.com/books?id=WGbaBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=editions:9PGss7GnX-MC&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwimuOfm_pXXAhVrzFQKHTrOCaUQ6AEIKDAA#v=onepage&q&f=false|archive-date=15 January 2018|df=dmy-all}}</ref><ref name="Freidberg, Jeffrey P. 2008 1212">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=Vyoe88GEVz4C|title=Plasma Physics and Fusion Energy|last=Freidberg, Jeffrey P.|publisher=Cambridge University Press|year=2008|isbn=9781139462150|page=121|archive-url=https://web.archive.org/web/20161224204205/https://books.google.com/books?id=Vyoe88GEVz4C|archive-date=24 December 2016|df=dmy-all}}</ref> Trạng thái plasma có thể tương phản với [[Trạng thái vật chất|các trạng thái khác]]: [[Chất rắn|rắn]], [[Chất lỏng|lỏng]] và [[Chất khí|khí]].

Plasma là một môi trường trung hòa về điện của các hạt âm và dương không liên kết (tức là tổng điện tích của plasma gần như bằng không). Mặc dù các hạt này không bị ràng buộc, nhưng chúng không "tự do" theo nghĩa không trải qua các lực. Các hạt mang điện chuyển động tạo ra dòng điện trong từ trường, và bất kỳ chuyển động nào của hạt plasma mang điện đều ảnh hưởng và bị ảnh hưởng bởi trường tạo bởi các điện tích khác. Đổi lại, điều này chi phối hành vi tập thể với nhiều mức độ khác nhau.<ref name="Sturrock2"/><ref>{{Chú thích sách|title=The Framework of Plasma Physics|last=Hazeltine, R.D.|last2=Waelbroeck, F.L.|date=2004|publisher=Westview Press|isbn=978-0-7382-0047-7}}</ref> Ba yếu tố xác định plasma là:<ref name="Hazeltine">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=puuQM4Dx0zYC&pg=PR19&dq=plasma+dynamics+dendy#v=onepage|title=Plasma Dynamics|last=Dendy, R. O.|date=1990|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-852041-2|archive-url=https://web.archive.org/web/20180115215631/https://books.google.com/books?id=puuQM4Dx0zYC&pg=PR19&dq=plasma+dynamics+dendy&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjlvfbU_JXXAhVJxVQKHVSwC5kQ6AEILTAB#v=onepage&q&f=false|archive-date=15 January 2018|df=dmy-all}}</ref><ref>{{Chú thích sách|title=Spacecraft-Environment Interactions|last=Hastings, Daniel|last2=Garrett, Henry|date=2000|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-47128-2|name-list-style=amp}}</ref>

# '''Tiệm cận plasma''': Tiệm cận plasma đạt tới khi thông số plasma, Λ,<ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=WGbaBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=editions:9PGss7GnX-MC#v=onepage|title=Introduction to plasma physics and controlled fusion|last=1929-|first=Chen, Francis F.|date=1984|publisher=Plenum Press|others=Chen, Francis F., 1929-|isbn=978-0306413322|edition=2nd|location=New York|pages=|oclc=9852700|archive-url=https://web.archive.org/web/20180115215631/https://books.google.com/books?id=WGbaBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=editions:9PGss7GnX-MC&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwimuOfm_pXXAhVrzFQKHTrOCaUQ6AEIKDAA#v=onepage&q&f=false|archive-date=15 January 2018|df=dmy-all}}</ref> đại diện cho số hạt mang điện trong một quả cầu (được gọi là quả cầu Debye có bán kính là chiều dài sàng lọc Debye) xung quanh một hạt tích điện nhất định, đủ cao bằng để che chắn ảnh hưởng tĩnh điện của hạt bên ngoài quả cầu.<ref name="Chen, Francis F. 2016 2–32"/><ref name="Freidberg, Jeffrey P. 2008 1212"/>
# '''Tương tác hàng loạt''': Chiều dài sàng lọc Debye (được xác định ở trên) là ngắn so với kích thước vật lý của huyết tương. Tiêu chí này có nghĩa là các tương tác trong phần lớn plasma quan trọng hơn các tương tác ở các cạnh của nó, nơi các hiệu ứng ranh giới có thể xảy ra. Khi tiêu chí này được thỏa mãn, huyết tương là chuẩn.<ref>{{Chú thích web|url=http://www.plasma-universe.com/Quasi-neutrality|tựa đề=Quasi-neutrality - The Plasma Universe theory (Wikipedia-like Encyclopedia)|website=www.plasma-universe.com|ngôn ngữ=en|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20171026001653/http://www.plasma-universe.com/Quasi-neutrality|ngày lưu trữ=26 October 2017|ngày truy cập=2017-10-25}}</ref>
# '''Tần số plasma''': Tần số plasma điện tử (đo [[dao động plasma]] của các điện tử) lớn so với tần số va chạm trung hòa điện tử (đo tần số va chạm giữa các điện tử và các hạt trung hòa). Khi điều kiện này được thỏa mãn, tương tác tĩnh điện chiếm ưu thế hơn các quá trình động học khí thông thường.<ref>{{Chú thích web|url=http://homepage.physics.uiowa.edu/~rmerlino/129Fall12/129_Fall_2012%20Daily%20Topics.htm|tựa đề=Plasma Oscillations— An application of electrostatics and classical mechanics|tác giả=Merlino|tên=Robert L.|ngày=October 3, 2012|website=homepage.physics.uiowa.edu|trang=See October 3 notes|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20171026002410/http://homepage.physics.uiowa.edu/~rmerlino/129Fall12/129_Fall_2012%20Daily%20Topics.htm|ngày lưu trữ=26 October 2017|ngày truy cập=2017-10-25}}</ref>

=== Nhiệt độ ===
Nhiệt độ plasma thường được đo bằng [[kelvin]] hoặc [[electronvolt]] và, một cách không chính thức, là thước đo động năng nhiệt trên mỗi hạt. Nhiệt độ cao thường cần thiết để duy trì quá trình ion hóa, đây là đặc điểm xác định của plasma. Mức độ ion hóa plasma được xác định bởi [[Nhiệt độ điện tử|nhiệt độ electron]] so với [[năng lượng ion hóa]] (và yếu hơn bởi mật độ), trong một mối quan hệ được gọi là [[phương trình Saha]]. Ở nhiệt độ thấp, các ion và electron có xu hướng tái kết hợp thành các trạng thái liên kết – nguyên tử <ref name="Nicholson">{{Chú thích sách|title=Introduction to Plasma Theory|url=https://archive.org/details/introductiontopl0000nich|last=Nicholson|first=Dwight R.|date=1983|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-471-09045-8}}</ref> – và plasma cuối cùng sẽ trở thành khí.

Trong hầu hết các trường hợp, các electron đủ gần với [[Cân bằng nhiệt|trạng thái cân bằng nhiệt]] mà nhiệt độ của chúng được xác định tương đối rõ ràng; điều này đúng ngay cả khi có sự sai lệch đáng kể so với [[Hàm phân phối (vật lý)|hàm phân phối]] năng lượng [[Phân phối Maxwell – Boltzmann|Maxwellian]], ví dụ, do [[Tử ngoại|bức xạ UV]], các hạt năng lượng hoặc [[điện trường]] mạnh. Do có sự khác biệt lớn về khối lượng, các electron tự đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt động lực học nhanh hơn nhiều so với trạng thái cân bằng với các ion hoặc nguyên tử trung hòa. Vì lý do này, nhiệt độ ion có thể rất khác với (thường thấp hơn) nhiệt độ electron. Điều này đặc biệt phổ biến ở các plasmas công nghệ được ion hóa yếu, nơi các ion thường ở gần [[Nhiệt độ phòng|nhiệt độ môi trường]].

==== Khí bị ion hóa hoàn toàn so với khí bị ion hóa một phần (yếu) ====
Để plasma tồn tại, quá trình [[Điện li|ion hóa]] là cần thiết. Bản thân thuật ngữ "mật độ plasma" thường dùng để chỉ "mật độ điện tử", tức là số lượng điện tử tự do trên một đơn vị thể tích. Mức [[Mức độ ion hóa|độ ion hóa]] của plasma là tỷ lệ các nguyên tử bị mất hoặc nhận được electron, và được điều khiển bởi nhiệt độ electron và ion và tần số va chạm electron-ion so với electron-trung hòa. Mức độ ion hóa, <math>\alpha</math>, được định nghĩa là <math>\alpha = \frac{n_i}{n_i + n_n}</math>, với <math>n_i</math> là mật độ số lượng các ion và <math>n_n</math> là mật độ số nguyên tử trung hòa. ''Mật độ electron'' liên quan đến điều này bởi trạng thái điện tích trung bình   <math>\langle Z\rangle</math> của các ion thông qua <math>n_e = \langle Z\rangle n_i</math>, với <math>n_e</math> là mật độ số electron.

Trong plasma, tần số va chạm electron-ion <math>\nu_{ei}</math> lớn hơn nhiều so với tần số va chạm electron-trung hòa <math>\nu_{en}</math>. Do đó, với mức độ ion hóa yếu <math>\alpha</math>, tần số va chạm electron-ion có thể bằng tần số va chạm electron-trung hòa: <math>\nu_{ei} = \nu_{en}</math> là giới hạn ngăn cách plasma khỏi bị ion hóa một phần hoặc toàn bộ.

* Thuật ngữ ''khí được ion hóa hoàn toàn'' do [[Lyman Spitzer|Lyman Spitzer đưa]] ra không có nghĩa là mức độ ion hóa là thống nhất, mà chỉ là plasma đang ở trong ''chế độ chi phối do va chạm Coulomb'', tức là khi <math>\nu_{ei} > \nu_{en}</math>, có thể tương ứng với mức độ ion hóa thấp tới 0,01%.<ref name="Chapman 1980">{{Chú thích sách|title=Glow Discharge Processes: Sputtering and Plasma Etching|last=Chapman|first=Brian|date=25 September 1980|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0471078289|location=New York|page=49|chapter=Chapter 3: Plasmas|chapter-url=https://fr.scribd.com/document/150525600/Brian-Chapman-Glow-Discharge-Processes|access-date=2020-09-21|archive-date=2020-10-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20201001172401/https://fr.scribd.com/document/150525600/Brian-Chapman-Glow-Discharge-Processes}}</ref>
* ''Khí bị ion hóa'' ''một phần'' hoặc ''yếu'' có nghĩa là plasma không bị chi phối bởi [[va chạm Coulomb]], tức là khi <math>\nu_{ei} < \nu_{en}</math>.

Hầu hết các plasma "công nghệ" (được thiết kế) là khí ion hóa yếu.

==== Plasmas nhiệt và plasma lạnh ====
Dựa trên nhiệt độ tương đối của các electron, ion và chất trung hòa, các plasmas được phân loại là "nhiệt" hoặc "không nhiệt" (còn được gọi là "plasmas lạnh").

* ''Plasmas nhiệt'' có các electron và các hạt nặng ở cùng nhiệt độ, tức là chúng ở trạng thái cân bằng nhiệt với nhau.
* ''Mặt khác, plasma không nhiệt'' là các khí ion hóa không cân bằng, với hai nhiệt độ: ion và trung hòa ở nhiệt độ thấp (đôi khi [[nhiệt độ phòng]]), trong khi các electron nóng hơn nhiều. (<math>T_e \gg T_n</math>).<ref>von Engel, A. and Cozens, J.R. (1976) "Flame Plasma" in ''Advances in electronics and electron physics'', L. L. Marton (ed.), Academic Press, {{ISBN|978-0-12-014520-1}}, [https://books.google.com/books?id=0Mndi2cCMuUC&lpg=PA99 p. 99] </ref> Một loại plasma không nhiệt phổ biến là [[Đèn hơi thủy ngân|khí hơi thủy ngân]] trong [[Đèn huỳnh quang|bóng đèn huỳnh quang]], nơi "khí electron" đạt đến nhiệt độ 10.000 kelvins trong khi phần còn lại của khí chỉ cao hơn nhiệt độ phòng, vì vậy thậm chí có thể sờ tay vào [[Đèn điện|bóng đèn]] khi nó đang hoạt động.

Một trường hợp đặc biệt và bất thường của plasma không nhiệt "nghịch đảo" là plasma nhiệt độ rất cao do [[Cơ sở điện xung Z|máy Z]] tạo ra, nơi các ion nóng hơn nhiều so với các electron.<ref name="haines_a">{{Chú thích tạp chí|last=Haines|first=M. G.|last2=LePell|first2=P. D.|last3=Coverdale|first3=C. A.|last4=Jones|first4=B.|last5=Deeney|first5=C.|last6=Apruzese|first6=J. P.|date=23 February 2006|title=Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Pinch at Over 2 × 10{{sup|9}} Kelvin|url=http://ayuba.fr/pdf/haines2006.pdf|journal=Physical Review Letters|volume=96|issue=7|pages=075003|bibcode=2006PhRvL..96g5003H|doi=10.1103/PhysRevLett.96.075003|pmid=16606100}}</ref><ref name="haines_b">{{Chú thích web|url=http://ayuba.fr/pdf/comments_on_haines_paper.pdf|tựa đề=The Z Machine: Over two billion degrees! Malcolm Haines' paper|tác giả=Petit|tên=J.-P.|ngày truy cập=2018-04-07}}</ref>

=== Điện thế plasma ===
[[Tập tin:Bliksem_in_Assen.jpg|nhỏ|350px|[[Tia sét|Sét]] như một ví dụ về plasma hiện diện trên bề mặt Trái Đất: Thông thường, tia sét phóng ra 30 kiloampe ở tối đa 100 megavolts và phát ra sóng vô tuyến, ánh sáng, tia X và thậm chí cả tia gamma.<ref>See [http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/rhessi_tgf.html Flashes in the Sky: Earth's Gamma-Ray Bursts Triggered by Lightning] </ref> Nhiệt độ plasma có thể đạt tới 30000 K và mật độ điện tử có thể vượt quá 10 <sup>24</sup> m <sup>−3</sup>. ]]
Vì plasmas là [[chất dẫn điện]] rất tốt nên điện thế đóng một vai trò quan trọng. {{Cần giải thích|what role?|date=October 2017}}  Điện thế trung bình trong không gian giữa các hạt mang điện, không phụ thuộc vào cách nó có thể được đo, được gọi là "thế plasma", hay "thế không gian". Nếu một điện cực được đưa vào trong plasma, điện thế của nó nói chung sẽ nằm dưới điện thế plasma đáng kể do cái được gọi là [[Debye sheath|vỏ bọc Debye]]. Tính dẫn điện tốt của plasmas làm cho điện trường của chúng rất nhỏ. Điều này dẫn đến khái niệm quan trọng về "độ chuẩn", nói rằng mật độ của điện tích âm xấp xỉ bằng mật độ của điện tích dương trên một thể tích lớn của plasma (<math>n_e = \langle Z\rangle n_i</math>), nhưng trên quy mô của [[Chiều dài tạm biệt|độ dài Debye]] có thể có sự mất cân bằng điện tích. Trong trường hợp đặc biệt mà ''[[Lớp kép (plasma)|các lớp kép]]'' được hình thành, sự phân tách điện tích có thể kéo dài vài chục độ dài Debye. {{Cần chú thích|date=February 2017}}   

Độ lớn của điện thế và điện trường phải được xác định bằng các phương pháp khác ngoài việc tìm [[Mật độ phí|mật độ điện tích]] thuần. Một ví dụ phổ biến là giả sử rằng các electron thỏa mãn [[quan hệ Boltzmann]]:

<math>n_e \propto e^{e\Phi/k_BT_e}.</math>

Vi phân mối quan hệ này cung cấp một phương tiện để tính toán điện trường từ mật độ:

<math>\vec{E} = (k_BT_e/e)(\nabla n_e/n_e).</math>

Hoàn toàn có thể tạo ra một plasma không phải là chất trung tính. Ví dụ, một chùm điện tử chỉ có các điện tích âm. Mật độ của plasma không trung tính nói chung phải rất thấp, hoặc nó phải rất nhỏ, nếu không, nó sẽ bị tiêu tán bởi lực đẩy [[Lực tĩnh điện|tĩnh điện]].<ref>{{Chú thích sách|title=Plasma science: from fundamental research to technological applications|url=https://archive.org/details/plasmasciencefro0000unse|date=1995|publisher=National Academy Press|others=National Research Council (U.S.). Panel on Opportunities in Plasma Science and Technology.|isbn=9780309052313|location=Washington, D.C.|pages=[https://archive.org/details/plasmasciencefro0000unse/page/51 51]|oclc=42854229}}</ref>

Trong các plasmas [[vật lý thiên văn]], [[Sàng lọc điện trường|sàng lọc Debye]] ngăn không cho [[điện trường]] ảnh hưởng trực tiếp đến plasma trong khoảng cách lớn, tức là lớn hơn [[Chiều dài tạm biệt|chiều dài Debye]]. Tuy nhiên, sự tồn tại của các hạt tích điện khiến plasma tạo ra và bị ảnh hưởng bởi [[từ trường]]. Điều này có thể và thực sự gây ra các hành vi cực kỳ phức tạp, chẳng hạn như tạo ra các lớp kép plasma, một vật thể phân tách điện tích trên vài chục [[Chiều dài tạm biệt|độ dài Debye]]. Tính năng động của plasma tương tác với bên ngoài và tự tạo ra [[từ trường]] được nghiên cứu trong các [[môn học|ngành học]] của [[từ thủy động lực học]].<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Dorch|first=Søren|date=2007-04-13|title=Magnetohydrodynamics|journal=Scholarpedia|language=en|volume=2|issue=4|pages=2295|bibcode=2007SchpJ...2.2295D|doi=10.4249/scholarpedia.2295|issn=1941-6016|doi-access=free}}</ref>

=== Từ hóa ===
Plasma có từ trường đủ mạnh để ảnh hưởng đến chuyển động của các hạt mang điện được cho là bị nhiễm từ. Một tiêu chí định lượng phổ biến là trung bình một hạt hoàn thành ít nhất một chuyển động quay quanh từ trường trước khi tạo ra va chạm, tức là <math>\omega_{\mathrm{ce}} / v_{\mathrm{coll}} > 1</math>, với <math>\omega_{\mathrm{ce}}</math> là "tần số quay vòng điện tử" và <math>v_{\mathrm{coll}}</math> là "tốc độ va chạm của electron". Thường xảy ra trường hợp các electron bị nhiễm từ trong khi các ion thì không. Các plasmas bị nhiễm từ là ''[[Bất đẳng hướng|dị hướng]]'', có nghĩa là các đặc tính của chúng theo phương song song với từ trường khác với phương vuông góc với nó. Trong khi điện trường trong plasmas thường nhỏ do độ dẫn điện cao, thì điện trường liên kết với plasma chuyển động trong từ trường được cho bởi <math>\mathbf{E} = -v\times\mathbf{B}</math> (Ở đâu <math>\mathbf{E}</math> là điện trường, <math>\mathbf{v}</math> là vận tốc, và <math>\mathbf{B}</math> là từ trường), và không bị ảnh hưởng bởi [[Tạm biệt che chắn|tấm chắn Debye]].<ref>Richard Fitzpatrick, ''Introduction to Plasma Physics'', [http://farside.ph.utexas.edu/teaching/plasma/lectures/node10.html Magnetized plasmas] </ref>

=== So sánh pha plasma và pha khí ===
Plasma thường được gọi là ''trạng thái thứ tư của vật chất'' sau rắn, lỏng và khí, mặc dù plasma thường là một chất khí bị ion hóa.<ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=Q_vpBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=%22Plasma-The+Fourth+State+of+Matter%22+Frank-Kamenetskii#v=onepage|title=Plasma-The Fourth State of Matter|last=Frank-Kamenetskii|first=David A.|publisher=Plenum Press|year=1972|isbn=9781468418965|edition=3rd|location=New York|language=en|author-link=David A. Frank-Kamenetskii|orig-year=1961–1963|archive-url=https://web.archive.org/web/20180115215631/https://books.google.com/books?id=Q_vpBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=%22Plasma-The+Fourth+State+of+Matter%22+Frank-Kamenetskii&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwi8gerahpbXAhXT31QKHdlfB5oQ6AEIKDAA#v=onepage&q&f=false|archive-date=15 January 2018|df=dmy-all}}</ref><ref>Yaffa Eliezer, Shalom Eliezer, ''The Fourth State of Matter: An Introduction to the Physics of Plasma'', Publisher: Adam Hilger, 1989, {{ISBN|978-0-85274-164-1}}, 226 pages, page 5</ref><ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=qCA64ys-5bUC&pg=PA1|title=Fundamentals of Plasma Physics|last=Bittencourt, J.A.|date=2004|publisher=Springer|isbn=9780387209753|page=1|archive-url=https://web.archive.org/web/20170202072845/https://books.google.com/books?id=qCA64ys-5bUC&pg=PA1|archive-date=2 February 2017|df=dmy-all}}</ref> Nó khác biệt với những [[Trạng thái vật chất|trạng thái]] này và những [[Trạng thái vật chất|trạng thái]] năng lượng thấp hơn khác [[Trạng thái vật chất|của vật chất]]. Mặc dù nó có liên quan chặt chẽ với pha khí ở chỗ nó cũng không có dạng hoặc thể tích xác định, nhưng nó khác nhau theo một số cách.

== Plasma trong khoa học vũ trụ và thiên văn học ==
Plasma cho đến nay là [[Pha (vật chất)|pha]] phổ biến nhất [[Pha (vật chất)|của vật chất thông thường]] trong vũ trụ, theo cả khối lượng và thể tích.<ref>It is assumed that more than 99% the visible universe is made of some form of plasma.{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=VcueZlunrbcC&pg=PA2|title=Introduction to Plasma Physics: With Space and Laboratory Applications|last=Gurnett, D. A.|last2=Bhattacharjee, A.|date=2005|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-36483-6|location=Cambridge, UK|page=2|name-list-style=amp}} {{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=irHgIUtLi0gC&pg=PA138|title=Space Weather: The Physics Behind a Slogan|last=Scherer, K|last2=Fichtner, H|last3=Heber, B|date=2005|publisher=Springer|isbn=978-3-540-22907-0|location=Berlin|page=138|name-list-style=amp}}.</ref>

Bên trên bề mặt Trái Đất, tầng điện ly là plasma,<ref>{{Chú thích sách|title=The Earth's Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics|last=Kelley|first=M. C.|date=2009|publisher=Academic Press|isbn=9780120884254|edition=2nd}}</ref> và từ quyển chứa plasma.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Russell|first=C.T.|date=1990|title=The Magnetopause|url=http://www-ssc.igpp.ucla.edu/ssc/tutorial/magnetopause.html|journal=Physics of Magnetic Flux Ropes|series=Geophysical Monograph Series|volume=58|pages=439–453|bibcode=1990GMS....58..439R|doi=10.1029/GM058p0439|isbn=0-87590-026-7|archive-url=https://web.archive.org/web/20120503220342/http://www-ssc.igpp.ucla.edu/ssc/tutorial/magnetopause.html|archive-date=3 May 2012|access-date=25 August 2018}}</ref> Bên trong Hệ Mặt trời của chúng ta, [[Không gian ngoài thiên thể|không gian liên hành tinh]] chứa đầy plasma được đẩy ra ngoài nhờ [[Gió Mặt Trời|gió Mặt trời]], kéo dài từ bề mặt Mặt trời ra ngoài [[nhật quyển]]. Hơn nữa, tất cả các [[Sao|ngôi sao ở]] xa, và phần lớn [[Môi trường liên sao|không gian giữa các vì sao]] hoặc [[Không gian ngoài thiên thể|không gian giữa các thiên hà]] cũng có khả năng chứa đầy plasma, mặc dù ở mật độ rất thấp. [[Plasma vật lý thiên văn|Các plasma vật lý thiên văn]] cũng được quan sát thấy trong [[đĩa bồi tụ]] xung quanh các ngôi sao hoặc các vật thể nhỏ gọn như [[sao lùn trắng]], [[sao neutron]], hoặc [[lỗ đen]] trong các hệ [[sao đôi]] gần.<ref>Mészáros, Péter (2010) ''The High Energy Universe: Ultra-High Energy Events in Astrophysics and Cosmology'', Publisher: Cambridge University Press, {{ISBN|978-0-521-51700-3}}, [https://books.google.com/books?id=NXvE_zQX5kAC&lpg=PA99&dq=%22Black%20hole%22%20plasma%20acreting&pg=PA99 p. 99] .</ref> Plasma có liên quan đến sự phóng vật chất trong các [[máy bay phản lực vật lý thiên văn]], chúng đã được quan sát thấy với các lỗ đen tích tụ <ref>Raine, Derek J. and Thomas, Edwin George (2010) ''Black Holes: An Introduction'', Publisher: Imperial College Press, {{ISBN|978-1-84816-382-9}}, [https://books.google.com/books?id=O3puAMw5U3UC&lpg=PA160 p. 160] </ref> hoặc trong [[Thiên hà|các thiên hà]] đang hoạt động như [[Messier 87|thiên hà Messier M87]], với độ dài có thể kéo dài tới 5.000 năm ánh sáng.<ref>Nemiroff, Robert and Bonnell, Jerry (11 December 2004) [http://apod.nasa.gov/apod/ap041211.html Astronomy Picture of the Day] , nasa.gov</ref>

== Hiện tượng plasma phức tạp ==
Mặc dù các phương trình cơ bản của các plasma tương đối đơn giản, hành vi của plasma cực kỳ đa dạng và tinh tế: sự xuất hiện của hành vi bất ngờ từ một mô hình đơn giản là đặc điểm điển hình của một [[hệ thống phức tạp]]. Các hệ thống như vậy theo một nghĩa nào đó nằm trên ranh giới giữa hành vi có trật tự và không có trật tự và thường không thể được mô tả bằng các hàm toán học đơn giản, trơn tru, hoặc bằng sự ngẫu nhiên thuần túy. Sự hình thành tự phát của các đặc điểm không gian thú vị trên một loạt các quy mô chiều dài là một biểu hiện của sự phức tạp plasma. Ví dụ: các đối tượng địa lý rất thú vị vì chúng rất sắc nét, không liên tục về mặt không gian (khoảng cách giữa các đối tượng địa lý lớn hơn nhiều so với bản thân các đối tượng địa lý) hoặc có [[Phân dạng|dạng fractal]]. Nhiều đặc điểm này lần đầu tiên được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, và sau đó đã được công nhận trên khắp vũ trụ. Ví dụ về độ phức tạp và cấu trúc phức tạp trong plasmas bao gồm:

=== Dải hay sợi hóa ===
Các dải hoặc cấu trúc dạng chuỗi,<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Dickel, J. R.|date=1990|title=The Filaments in Supernova Remnants: Sheets, Strings, Ribbons, or?|journal=Bulletin of the American Astronomical Society|volume=22|page=832|bibcode=1990BAAS...22..832D}}</ref> còn được gọi là [[Birkeland hiện tại|dòng Birkeland]], được nhìn thấy trong nhiều plasmas, như [[Đèn plasma|quả cầu plasma]], [[cực quang]],<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Grydeland|first=T.|year=2003|title=Interferometric observations of filamentary structures associated with plasma instability in the auroral ionosphere|journal=Geophysical Research Letters|volume=30|issue=6|pages=1338|bibcode=2003GeoRL..30.1338G|doi=10.1029/2002GL016362|pmc=|pmid=}}</ref> [[Tia sét|tia chớp]],<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Moss|first=G. D.|last2=Pasko|first2=V. P.|last3=Liu|first3=N.|last4=Veronis|first4=G.|year=2006|title=Monte Carlo model for analysis of thermal runaway electrons in streamer tips in transient luminous events and streamer zones of lightning leaders|journal=Journal of Geophysical Research|volume=111|issue=A2|pages=A02307|bibcode=2006JGRA..111.2307M|doi=10.1029/2005JA011350|pmc=|pmid=}}</ref> [[Hồ quang điện|vòng cung điện]], [[Bức xạ mặt trời|pháo sáng mặt trời]],<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Doherty, Lowell R.|last2=Menzel|first2=Donald H.|date=1965|title=Filamentary Structure in Solar Prominences|journal=The Astrophysical Journal|volume=141|page=251|bibcode=1965ApJ...141..251D|doi=10.1086/148107}}</ref> và [[Tàn tích siêu tân tinh|tàn tích của siêu tân tinh]].<ref>{{Chú thích web|url=http://seds.lpl.arizona.edu/messier/more/m001_hst.html|tựa đề=Hubble views the Crab Nebula M1: The Crab Nebula Filaments|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20091005084515/http://seds.lpl.arizona.edu/messier/more/m001_hst.html|ngày lưu trữ=5 October 2009|ngày truy cập=2017-01-26}}. The University of Arizona</ref> Đôi khi chúng được kết hợp với mật độ dòng điện lớn hơn, và sự tương tác với từ trường có thể tạo thành cấu trúc [[dây từ tính]].<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Zhang|first=Y. A.|last2=Song|first2=M. T.|last3=Ji|first3=H. S.|year=2002|title=A rope-shaped solar filament and a IIIb flare|journal=Chinese Astronomy and Astrophysics|volume=26|issue=4|pages=442–450|bibcode=2002ChA&A..26..442Z|doi=10.1016/S0275-1062(02)00095-4|pmc=|pmid=}}</ref> Sự cố vi sóng công suất cao ở áp suất khí quyển cũng dẫn đến sự hình thành các cấu trúc dạng sợi.<ref name="mwbrkdwn">{{Chú thích tạp chí|last=Boeuf|first=J. P.|last2=Chaudhury|first2=B.|last3=Zhu|first3=G. Q.|year=2010|title=Theory and Modeling of Self-Organization and Propagation of Filamentary Plasma Arrays in Microwave Breakdown at Atmospheric Pressure|journal=Physical Review Letters|volume=104|issue=1|pages=015002|bibcode=2010PhRvL.104a5002B|doi=10.1103/PhysRevLett.104.015002|pmc=|pmid=20366367}}</ref>

Việc sợi hóa cũng đề cập đến sự tự tập trung của một xung laser công suất cao. Ở công suất cao, phần phi tuyến của chỉ số khúc xạ trở nên quan trọng và gây ra chỉ số khúc xạ cao hơn ở trung tâm của chùm tia laser, nơi tia laser sáng hơn ở các cạnh, gây ra phản hồi làm tia laser tập trung hơn. Tia laser hội tụ chặt chẽ hơn có độ sáng đỉnh cao hơn (bức xạ) tạo thành plasma. Plasma có chỉ số khúc xạ thấp hơn một, và gây ra hiện tượng làm mờ chùm tia laze. Sự tác động lẫn nhau của chỉ số khúc xạ hội tụ và plasma làm giảm tập trung làm cho hình thành một sợi plasma dài có thể dài từ [[Micrômét|micromet]] đến kilômét.<ref>{{Chú thích sách|url=http://icpr.snu.ac.kr/resource/wop.pdf/J01/2006/049/S01/J012006049S010281.pdf|title=Some Fundamental Concepts of Femtosecond Laser Filamentation|last=Chin, S. L.|date=2006|work=Journal of the Korean Physical Society|isbn=978-3-540-73793-3|series=Springer Series in Chemical Physics|volume=49|page=281|bibcode=2008pui3.book..243C|doi=10.1007/978-3-540-73794-0_12}}</ref> Một khía cạnh thú vị của plasma tạo ra sắc tố là mật độ ion tương đối thấp do hiệu ứng làm giảm tập trung của các điện tử ion hóa.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Talebpour|first=A.|last2=Abdel-Fattah|first2=M.|last3=Chin|first3=S. L.|year=2000|title=Focusing limits of intense ultrafast laser pulses in a high pressure gas: Road to new spectroscopic source|journal=Optics Communications|volume=183|issue=5–6|pages=479–484|bibcode=2000OptCo.183..479T|doi=10.1016/S0030-4018(00)00903-2|pmc=|pmid=}}</ref>  

=== Plasma không trung tính ===
Cường độ và phạm vi của lực điện và độ dẫn điện tốt của các plasmas thường đảm bảo rằng mật độ điện tích dương và điện tích âm trong bất kỳ vùng lớn nào đều bằng nhau ("quasineutrality"). Một plasma có mật độ điện tích vượt quá đáng kể, hoặc, trong trường hợp cực đoan, bao gồm một loài duy nhất, được gọi là [[Plasmas không trung tính|plasma không trung tính]]. Trong plasma như vậy, điện trường đóng một vai trò chi phối. Ví dụ như [[Tia hạt|chùm hạt tích]] điện, đám mây điện tử trong [[Bẫy penning|bẫy Penning]] và plasmas positron.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Greaves|first=R. G.|last2=Tinkle|first2=M. D.|last3=Surko|first3=C. M.|year=1994|title=Creation and uses of positron plasmas|journal=Physics of Plasmas|volume=1|issue=5|pages=1439|bibcode=1994PhPl....1.1439G|doi=10.1063/1.870693|pmc=|pmid=}}</ref>

=== Plasma bụi / plasma hạt ===
[[Plasma bụi]] chứa các hạt bụi tích điện cực nhỏ (thường được tìm thấy trong không gian). Các hạt bụi thu được điện tích cao và tương tác với nhau. Plasma có chứa các hạt lớn hơn được gọi là plasma hạt. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, plasmas dạng bụi còn được gọi là ''plasmas phức tạp''.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Morfill|first=G. E.|last2=Ivlev|first2=Alexei V.|date=2009|title=Complex plasmas: An interdisciplinary research field|journal=Reviews of Modern Physics|volume=81|issue=4|pages=1353–1404|bibcode=2009RvMP...81.1353M|doi=10.1103/RevModPhys.81.1353}}</ref>

=== Plasma không thấm ===
Plasma không thấm là một loại plasma nhiệt hoạt động giống như một chất rắn không thấm so với khí hoặc plasma lạnh và có thể được đẩy về mặt vật lý. Sự tương tác của khí lạnh và plasma nhiệt đã được một nhóm do [[Hannes Alfvén]] đứng đầu nghiên cứu ngắn gọn vào những năm 1960 và 1970 vì những ứng dụng khả thi của nó trong việc cách [[Phản ứng tổng hợp hạt nhân|nhiệt]] plasma [[Phản ứng tổng hợp hạt nhân|nhiệt hạch]] khỏi thành lò phản ứng.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Alfvén|first=H.|last2=Smårs|first2=E.|date=1960|title=Gas-Insulation of a Hot Plasma|journal=Nature|volume=188|issue=4753|pages=801–802|bibcode=1960Natur.188..801A|doi=10.1038/188801a0}}</ref> Tuy nhiên, sau đó người ta phát hiện ra rằng [[từ trường]] bên ngoài trong cấu hình này có thể tạo ra [[Kink bất ổn|sự bất ổn định]] trong plasma và sau đó dẫn đến sự mất nhiệt cao bất ngờ cho các bức tường.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Braams|first=C.M.|date=1966|title=Stability of Plasma Confined by a Cold-Gas Blanket|journal=Physical Review Letters|volume=17|issue=9|pages=470–471|bibcode=1966PhRvL..17..470B|doi=10.1103/PhysRevLett.17.470}}</ref> Vào năm 2013, một nhóm các nhà [[khoa học vật liệu]] đã báo cáo rằng họ đã tạo ra thành công plasma không thấm ổn định không [[Giam cầm từ tính|bị giam giữ từ tính]] chỉ sử dụng một lớp bọc bằng khí lạnh siêu cao áp. Trong khi dữ liệu quang phổ về các đặc tính của plasma được cho là khó thu được do áp suất cao, thì tác động thụ động của plasma đối với việc [[Tổng hợp hóa học|tổng hợp]] các [[cấu trúc nano]] khác nhau đã gợi ý rõ ràng về sự hạn chế hiệu quả. Chúng cũng chỉ ra rằng khi duy trì tính không thấm trong vài chục giây, việc sàng lọc các [[ion]] tại mặt phân cách plasma-khí có thể làm phát sinh chế độ gia nhiệt thứ cấp mạnh (được gọi là đun nóng nhớt) dẫn đến động học khác nhau của các phản ứng và hình thành phức [[vật liệu nano]].<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Yaghoubi|first=A.|last2=Mélinon|first2=P.|date=2013|title=Tunable synthesis and in situ growth of silicon-carbon mesostructures using impermeable plasma|journal=Scientific Reports|volume=3|pages=1083|bibcode=2013NatSR...3E1083Y|doi=10.1038/srep01083|pmc=3547321|pmid=23330064}}</ref>

==Các loại==
=== Plasma nguội ===
Nếu sự ion hóa được xảy ra bởi việc nhận [[năng lượng]] từ các dòng vật chất bên ngoài, như từ các [[bức xạ điện từ]] thì plasma còn gọi là '''plasma nguội'''. Ví dụ như đối với hiện tượng phóng điện trong chất khí, các electron bắn từ cation ra làm ion hóa một số phân tử trung hòa. Các electron mới bị tách ra chuyển động nhanh trong điện trường và tiếp tục làm ion hóa các phân tử khác. Do hiện tượng ion hóa mang tính dây  chuyền này, số đông các phân tử trong chất khí bị ion hóa, và chất khí chuyển sang trạng thái plasma. Trong thành phần cấu tạo loại plasma này có các ion dương, ion âm, electron và các phân tử trung hòa.

=== Plasma nóng ===
Nếu sự ion hóa xảy ra do va chạm nhiệt giữa các phân tử hay nguyên tử ở [[nhiệt độ]] cao thì plasma còn gọi là '''plasma nóng'''. Khi nhiệt độ tăng dần, các electron bị tách ra khỏi nguyên tử, và nếu nhiệt độ khá lớn, toàn bộ các nguyên tử bị ion hóa. Ở nhiệt độ rất cao, các nguyên tử bị ion hóa tột độ, chỉ còn các hạt nhân và các electron đã tách rời khỏi các hạt nhân.

==Tham khảo==
{{tham khảo|30em}}

== Liên kết ngoài ==
{{thể loại Commons|Plasma physics}}
* [http://4u.jcisio.com/r/article669.htm Trạng thái thứ tư của vật chất]
{{Cơ học chất lưu}}
{{vật lý}}
{{Trạng thái vật chất}}
{{Kiểm soát tính nhất quán}}

[[Thể loại:Trạng thái vật chất]]
[[Thể loại:Thuật ngữ thiên văn học]]
[[Thể loại:Khái niệm vật lý]]
[[Thể loại:Vật lý plasma]]
[[Thể loại:Vật lý thiên văn]]
[[Thể loại:Chất khí]]