NEDİR BU PLAZMA?

Plazma deyince aklımıza ilk olarak hafif sarı renkli olan, içinde su, kan proteinleri, tuzlar gibi bileşenler bulunan kanın sıvı kısmı ya da plazma televizyonlar gelir. Kanın sıvı kısmına verilen plazma adı, maddenin dördüncü haline esin kaynağı olmuştur ancak burada sözü edilen biyolojik anlamdaki plazma değildir. Plazma televizyonlar ise burada sözü edilecek olan plazmanın, endüstriyel uygulamalarından biridir.

Plazma niçin maddenin dördüncü hali olarak tanımlanır? Maddenin sırasıyla katıdan, sıvı ve gaz haline geçişi için enerji gereklidir. Gaz halindeki maddeye enerji verilirse ‘iyonize olmuş gaz’ olan plazma elde edilir. Yani başka bir hal elde edilir. Plazma; elektronlar, iyonlar, nötr parçacıklar, fotonlar ve uyarılmış parçacıklar içerir. Elektriksek olarak nötr bir gazdan plazmayı ayıran en önemli özellik, plazmayı oluşturan parçacıkların ortak-kolektif hareketidir, tıpkı bir futbol takımının oyuncuları ya da bir senfoni orkestrasındaki müzisyenlerin kolektif hareketi gibi.

Plazmanın ilk bilimsel çalışmaları Humphry Davy tarafından başlamış, 1830’larda Micheal Faraday ve diğer araştırmacılar tarafından doğru akım (dc) elektriksel deşarj tüpünde yapılan deneylerle devam etmiştir. William Crookes tarafından 1874’de maddenin dördüncü hali olarak tanımlanmıştır. ‘Plazma’ terimi kandaki plazma teriminden esinlenilerek ilk olarak 1928’de Irving Langmuir tarafından kullanılmıştır. Tüm yıldızlar plazmadan oluşur ve yıldızlar arası uzay plazmayla doludur yani evrenin % 99’u (dikkatleri çekmek için değil gerçekten de öyledir) plazma halindedir. Dünyamız tamamıyla, kendi manyetik alanı tarafından hapsettiği plazma ortamıyla sarmalanmıştır. Güneş sisteminin merkezindeki yıldız olan Güneş bir plazma ortamıdır. Dünya üzerindeki yaşamı mümkün kılan, 1,99 x 1030 kg kütleye sahip Güneş başlıca hidrojen ve helyumdan oluşur. Güneş enerjisi, merkezindeki sıcak (yaklaşık 16 milyon Kelvin) çekirdek bölgesinde, nükleer füzyon reaksiyonuyla ortaya çıkar.

Peki, yeryüzünde plazma yok mu? Yıldırımlar, floresan lambalar, laboratuvarlarda üretilen ve endüstride kullanılan plazmalar, tabii ki plazma televizyonlar. Basit olarak bir plazma deşarjı ( deşarj, söz konusu ortamın elektriksel olarak iletken hale gelmesi demektir) aralarında gaz ortamı bulunan iki elektrota voltaj uygulanmasıyla gerçekleşir. Uygulanan elektrik alana göre doğru akım, alternatif akım ya da atmalı (pulslu) deşarjlar olarak adlandırılırlar. Herhangi bir hacimdeki nötr bir gaz içinde, kozmik ışınların ya da radyoaktif ışımaların sonucu olarak daima az da olsa elektronlar ve iyonlar vardır. Uygulanan elektrik alan yardımıyla hızlandırılan bu serbest yük taşıyıcıları, gaz içindeki atomlar, moleküller  ya da elektrot yüzeyleriyle çarpışarak yeni yüklü parçacıklar oluşturabilirler. Aralarında 1 cm lik mesafe bulunan hava ortamındaki iki elektrot arasında deşarjın meydana gelmesi için 30 000 Volt’a ihtiyaç vardır.