Icke-ideala plasman
Icke-ideala plasman kännetecknas av uppkomsten av starka korrelationer, förekomst av kvanteffekter och uppkomsten av dissipativa processer. Anmärkningsvärda täta astrofysiska objekt som vita dvärgar och neutronstjärneskorpor, extrema joniserade medier som de som påträffas i laser-solid-interaktioner och hyperhastighetseffekter samt nya konstruerade former av mjuk materia som komplexa plasma är exempel på icke-ideala plasma. Komplexiteten, den naturliga förekomsten och den tekniska betydelsen av icke-ideala plasma har precis börjat förstås.
Plasma är system som består av positivt och negativt laddade partiklar med ungefär lika laddningstätheter. Ibland kan till och med kvasi-neutralitetsvillkoret kränkas, se plasmahöljen och icke-neutrala plasma. I alla plasma leder Coulomb-interaktionens långväga karaktär till förekomsten av kollektiva effekter.
Plasma kan delas in i två breda kategorier: (a) "Ideala plasma" (såsom de i laboratorieurladdningar och tokamaks såväl som solvinden och det interstellära mediet), där den genomsnittliga interaktionsenergin för alla laddade arter är mycket mindre än dess termiska energi. Sådana svagt kopplade plasma kännetecknas av en idealisk tillståndsekvation och en ganska trivial statisk struktur. Icke desto mindre gör Coulomb-interaktionspotentialens långväga natur liksom närvaron av laddningstäthet och strömtäthetsfluktuationer fortfarande deras dynamiska svar till ett komplicerat tillstånd, särskilt i närvaro av externa elektromagnetiska fält. (b) "Starkt kopplade plasma" (såsom de i täta astrofysiska objekt), där den genomsnittliga interaktionsenergin för någon laddad art är jämförbar, större eller till och med mycket större än dess termiska energi. Detta kan realiseras för mycket höga laddningsnummer (dammkomponenten i dammiga eller komplexa plasma), för mycket låga temperaturer (jonkomponenten i ultrakalla neutrala plasma) eller för extremt höga densiteter (material med hög energidensitet). Starkt kopplade plasma kännetecknas av icke-trivial termodynamik och en statisk struktur som innehåller många koordinationsceller. Tillståndet hos starkt kopplade plasma kan vara icke-ideal gas, flytande, kristallint eller till och med amorft.
Plasma kan också delas in i två andra breda kategorier: (a) "Klassiska plasma" (vanligtvis gasgenererade såsom de i urladdningar eller något mellanrumsmedium), där medelavståndet mellan partiklarna är mycket större än den termiska de Broglie-våglängden . Dessa kännetecknas av en Maxwell-Boltzmann-jämviktsfördelning och frånvaron av diffraktion samt utbyteseffekter. (b) "Kvantumplasma" (vanligtvis genererade fasta tillstånd, såsom elektronkomponenten i metaller och elektronhålsplasman i halvledare), där medelavståndet mellan partiklarna är mindre eller jämförbart med den termiska de Broglie-våglängden. Dessa kännetecknas av en Fermi-Dirac-jämviktsfördelning och vikten av bidraget till degenerationstrycket.
Slutligen kan plasma också delas in i ytterligare två breda kategorier: (a) "Hamiltoniska plasma" (som de i tokamaker), där förhållandet mellan laddning och massa är konstant. Dessa system kan antas innehålla endast gratis laddningar och Hamiltons fas-rymdprinciper gäller. b) "Icke-hamiltonska plasma" (såsom plasmamolekylära system, kemiskt aktiva plasma och dammiga plasma), där förhållandet mellan laddning och massa varierar. Dessa system innehåller både fria laddningar och bundna laddningar, är dissipativa till sin natur och är öppna när det gäller energi- och partikelutbyte med sin omgivning.
Standardplasman som lärs ut i läroböcker är idealiska klassiska hamiltonplasma. Alla andra plasma kan betraktas som "icke-ideala plasma". Det bör noteras att två former av icke-idealitet kan förekomma samtidigt i ett system med många kroppar; till exempel är varm tät materia alltid kvant och kan också vara starkt kopplad, dammiga plasma är alltid icke-hamiltoniska och kan vara starkt kopplade, elektroner i halvledare är alltid kvantum och kan också vara starkt kopplade.
Team
