什麼是等離子？等離子體是物質的四種基本狀態之一，與氣體、液體和固體並列。雖然大多數人在日常生活中不會像考慮其他物質狀態那樣去考慮等離子體，但等離子體卻佔宇宙中可見物質的99%。這包括在外太空中發現的天文物理等離子體，如星雲中的等離子體和太陽等恆星中的等離子體。

在等離子體中，一些電子從中性原子（質子和電子數目相等，因此帶有中性電荷的原子）中分離出來，成為自由電子。由此產生的自由電子使等離子體不同於其他物質狀態，在其他物質狀態下，電子仍然緊緊地與原子核結合在一起。

當等離子體中的原子與帶負電荷的電子分離時，它們就不再帶有中性電荷。相反，原子變成了離子–帶正電的粒子。因此，等離子體是一種由帶正電荷的離子和帶負電荷的電子組成的電離狀態。

極光是由地球大氣等離子體中的粒子碰撞形成的。資料來源：弗蘭克-奧爾森

原子中的電子能夠分離並形成等離子體有幾個原因。在實驗室實驗中，科學家可以用高壓電、雷射或電磁場轟擊原子，形成等離子體。在太空中，高能量光子（包括伽瑪射線）撞擊原子也會形成等離子體。在太空中，當重力使壓力劇增，從而使氣體過熱時，也會形成等離子體。高溫使原子相互碰撞，導致電子從原子中分離，形成等離子體和恆星的雛形。

氣體過熱產生等離子體的過程表明，氣體和等離子體之間的關係類似於液體是固體的加熱形式。這種類比並不總是正確的。首先，與氣體不同，等離子體可以導電。此外，在氣體中，所有粒子的行為方式都相似。然而，在等離子體中，電子和離子的行為和相互作用方式非常複雜，從而產生了波和不穩定性。

等離子體有多種類型。宇宙中的大多數等離子體被研究人員稱為高溫等離子體。在這些高溫等離子體中，溫度可以超過華氏1 萬度，所有原子都可以完全電離。低溫等離子體則不同。原子只是部分電離，溫度低得驚人，甚至只有室溫。另一種不尋常的等離子體是高能量密度等離子體，科學家在實驗室中製造這種等離子體來研究它們的不尋常特性。

總結：

• 有一種閃電–球狀閃電–是等離子體。從馬克斯-普朗克研究所了解更多。
• 極光也是由等離子體造成的。在本科學集錦中了解更多。
• 封閉等離子體是設計聚變託卡馬克和恆星器設備的重要步驟，這些設備最終可能為我們提供聚變動力。
• 高能量密度等離子體科學實現了實驗室條件下的聚變點火。

研究等離子體有助於科學家了解物質。這也有助於他們向聚變能源的目標邁進。能源部（DOE）科學辦公室透過聚變能源科學和核子物理計劃來支持等離子體研究。能源部資助的等離子體研究也改進了從手機、電腦到汽車等各種產品中的半導體製造。等離子體的專業知識幫助能源部國家實驗室的研究人員開發出了逐原子控制半導體製造的方法。

編譯來源：ScitechDaily