Plazma je u fizici i kemiji naziv za ionizirani plin i uobičajeno je da se zbog različitih svojstava u odnosu na krutine, tekućine i plinove smatra posebnim agregatnim stanjem tvari. Ionizirani plin ima barem po jedan elektron odvojen od dijela svojih atoma ili molekula. Zbog slobodnih nabijenih čestica (iona i elektrona) plazma je dobar vodič električne struje i snažno reagira na električno i magnetsko polje.

 

Plazma je najrasprostranjeniji oblik vidljive materije u svemiru koji se sastoji od nezavisno gibajućih, električki nabijenih sastavnica atoma, elektrona i iona. Gibajući se, te nabijene čestice proizvode električna i magnetska polja koja u povratu utječu na ponašanje plazme. Zvuči jednostavno.

Gibanje slobodnih elektrona i iona u plazmi u mnogome je opisano fizikalnim zakonima koje su poznavali fizičari već krajem 19. stoljeća. No usprkos tome ponašanje raznih plazmi često je vrlo zakučasto i ponekad misteriozno. Počevši od dramatičnih sunčevih bljeskova ili čestih svakodnevnih munja, raznolikih atmosferskih izboja, crvenih sprajtova (vatrenjaka) ili rijetkih kuglastih munja pa do hladnih kemijski aktivnih plazmi koje se u tvornicama koriste za izradu kompjuterskih čipova ili solarnih ćelija, istraživači i inženjeri susreću se sa raznoraznim nestabilnostima, turbulencijama, nelinearnim fenomenima, kaosom i redom koji se izmjenjuju. Enorman je napredak u razumijevanju plazme ali isto tako pregršt je otvorenih pitanja kako u temeljnim istraživanjima tako i u raširenim tehnološkim primjenama.

 

Upravo su tehnološke primjene plazme jedan od osnovnih pokretača istraživanja i opravdanja za nova ulaganja. Proizvodi koje je omogućila tehnologija na bazi plazme preplavili su našu svakodnevnicu. Svi mikroelektronički elementi, izvori svjetlosti, veliki plazma zasloni, solarne ćelije, lopatice turbo motora, biokompatibilni ljudski umetci, razni tekstilni proizvodi, ili se temelje na plazmi ili se ona koristi u njihovoj proizvodnji. Danas nezaobilazni tehnološki postupci kao što je zavarivanje, eliminacija otpadnih tvari, sterilizacija medicinske opreme i umetaka, pročišćavanje zraka, i još mnogi drugi, koriste neku vrstu plazme. Fuzija, jedno od mogućih energetskih rješenja za budućnost čovječanstva, temelji se na tehnološkom dostignuću stvaranja i kontrole guste i vruće plazme kakva postoji samo u zvijezdama.

 

Plazma je izuzetno širok pojam: ima plazmi koje možemo dotaknuti da nam se ništa ne dogodi (plazmena igla), koje nas mogu spržiti (plamen ili munja), ili u kojima se sve tvari razgrađuju na osnovne elemente (plazmene mlaznice za spaljivanje otpada), ili pak plazmi u kojima se jezgre atoma spajaju (tokamak), plazmi u čijem laganom sjaju možemo uživati (polarna svjetlost), uz čiju pomoć možemo noću čitati (fluorescentne cijevi, štedne žarulje), lakše voziti gradom (visokotlačne natrijeve žarulje) ili koja nas može oslijepiti ako gledamo direktno u nju (Sunce).

 

Plazme je moguće opisati pomoću tri osnovna parametra: temperature čestica, gustoće čestica, i jačine stacionarnog magnetskog polja. Temperatura se mjeri u elektron voltima (1 eV = 11066 Kelvina), gustoća brojem čestica po metru kubičnom a magnetsko polje u Teslama. Te osnovne parametre nalazimo u ogromnom rasponu veličina. Jedna ilustracija određenih vrsta plazme prikazana je na slici.

Plazma može biti ili blagotvorna ili opasna, ali gotovo uvijek je "lijepa za oko" jer jedno od osnovnih njenih svojstava je da zrači svjetlost. Upravo ta svjetlost nam donosi osnovne informacije o Svemiru, veličini, strukturi, kemijskom sastavu. Vjerojatno najljepše snimljene fotografije su one koje je napravio teleskop Hubble, a sve one predstavljaju plazmu u različitim oblicima.

Plazma je kompleksnan sustav, izrazito nelinearan. Obiluje fenomenima koji su prisutni i u drugim oblicima materije. U fizici plazme susreću se slični problemi kao i u npr. fizici čvrstog stanja: samo-organizirajući fenomeni, kaos, turbulencije, fazni prijelazi, kritične pojave ….