प्लाज्मा (भौतिकी)

प्लाज्मा पदार्थ की चार मूलभूत अवस्थाओं में से एक है। इसमें आवेशित कणों का एक महत्वपूर्ण भाग होता है -  आयन  और/या  इलेक्ट्रॉन । इन आवेशित कणों की उपस्थिति ही मुख्य रूप से प्लाज्मा को पदार्थ की अन्य मूलभूत अवस्थाओं से अलग करती है। यह ब्रह्मांड में सामान्य पदार्थ का सबसे प्रचुर रूप है, रेफरी नाम = आईटीपीटीएमए2013ए> ज्यादातर सितारों से जुड़े होने के कारण, रेफरी नाम = Piel2010> सूर्य सहित। रेफरी नाम = फिलिप्स 1995 > यह दुर्लभ इंट्राक्लस्टर माध्यम  और संभवतः बाहरी अंतरिक्ष # इंटरगैलेक्टिक स्पेस तक फैला हुआ है। प्लाज्मा को कृत्रिम रूप से एक तटस्थ गैस को गर्म करके या एक मजबूत विद्युत चुम्बकीय  क्षेत्र के अधीन करके उत्पन्न किया जा सकता है।

आवेशित कणों की उपस्थिति प्लाज्मा को विद्युत प्रवाहकीय बनाती है, व्यक्तिगत कणों की गतिशीलता और सामूहिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों द्वारा शासित मैक्रोस्कोपिक प्लाज्मा गति और बाहरी रूप से लागू क्षेत्रों के प्रति बहुत संवेदनशील होती है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के लिए प्लाज्मा की प्रतिक्रिया का उपयोग कई आधुनिक तकनीकी उपकरणों में किया जाता है, जैसे कि प्लाज्मा प्रदर्शन  या  प्लाज्मा नक़्क़ाशी । तापमान और घनत्व के आधार पर, एक निश्चित मात्रा में तटस्थ कण भी मौजूद हो सकते हैं, ऐसे में प्लाज्मा को आंशिक रूप से आयनित  कहा जाता है। नियॉन संकेत और बिजली आंशिक रूप से आयनित प्लाज़्मा के उदाहरण हैं। पदार्थ की अन्य तीन अवस्थाओं के बीच चरण संक्रमण  के विपरीत, प्लाज्मा में संक्रमण अच्छी तरह से परिभाषित नहीं है और यह व्याख्या और संदर्भ का विषय है। क्या किसी पदार्थ को 'प्लाज्मा' कहने के लिए आयनीकरण की एक निश्चित डिग्री पर्याप्त है, यह उस विशिष्ट घटना पर निर्भर करता है जिस पर विचार किया जा रहा है।

प्रारंभिक इतिहास
प्लाज्मा की पहचान सर्वप्रथम सर विलियम क्रुक्स  ने प्रयोगशाला में की थी। क्रुक्स ने शुक्रवार, 22 अगस्त 1879 को शेफील्ड में  विज्ञान की उन्नति के लिए ब्रिटिश एसोसिएशन  को रेडिएंट मैटर के बारे में एक व्याख्यान प्रस्तुत किया। 1920 के दशक में इरविंग लैंगमुइर  और उनके सहयोगियों के शोध के साथ प्लाज्मा का व्यवस्थित अध्ययन शुरू हुआ। 1928 में लैंगमुइर ने आयनित गैस के विवरण के रूप में प्लाज्मा शब्द भी पेश किया:

"Except near the electrodes, where there are sheaths containing very few electrons, the ionized gas contains ions and electrons in about equal numbers so that the resultant space charge is very small. We shall use the name plasma to describe this region containing balanced charges of ions and electrons." अगर तुम चूक गए और हेरोल्ड मॉट-स्मिथ, दोनों ने 1920 के दशक में लैंगमुइर के साथ काम किया था, याद करते हैं कि लैंगमुइर ने पहली बार  रक्त प्लाज़्मा  के साथ सादृश्य द्वारा इस शब्द का इस्तेमाल किया था।  मॉट-स्मिथ याद करते हैं, विशेष रूप से, कि थर्मोनिक फिलामेंट्स से इलेक्ट्रॉनों के परिवहन ने लैंगमुइर को याद दिलाया कि जिस तरह से रक्त प्लाज्मा लाल और सफेद कणिकाओं और कीटाणुओं को ले जाता है।

द्रव्य की चौथी अवस्था
प्लाज्मा को द्रव्य की ठोस, द्रव और  गैस  के बाद चौथी अवस्था कहते हैं। यह पदार्थ की एक ऐसी अवस्था है जिसमें एक आयनित पदार्थ अत्यधिक विद्युत  प्रतिरोधकता और चालकता इस बिंदु तक बन जाता है कि लंबी दूरी के विद्युत चुंबकत्व उसके व्यवहार पर हावी हो जाते हैं। प्लाज़्मा आम तौर पर अनबाउंड पॉजिटिव और नेगेटिव कणों का एक विद्युत रूप से क्वासीन्यूट्रल माध्यम होता है (यानी प्लाज्मा का कुल चार्ज लगभग शून्य होता है)। हालांकि ये कण अनबाउंड हैं, लेकिन वे बलों का अनुभव न करने के अर्थ में मुक्त नहीं हैं। गतिमान आवेशित कण विद्युत धाराएँ उत्पन्न करते हैं, और आवेशित प्लाज्मा कण की कोई भी गति अन्य आवेशों द्वारा बनाए गए क्षेत्रों को प्रभावित करती है और प्रभावित होती है। बदले में यह सामूहिक व्यवहार को कई डिग्री भिन्नता के साथ नियंत्रित करता है। प्लाज्मा पदार्थ की अन्य अवस्थाओं से भिन्न होता है। विशेष रूप से, कम घनत्व वाले प्लाज्मा को केवल एक आयनित गैस के रूप में वर्णित करना गलत और भ्रामक है, भले ही यह गैस चरण के समान है, दोनों में कोई निश्चित आकार या मात्रा नहीं है। निम्नलिखित तालिका कुछ प्रमुख अंतरों को सारांशित करती है:

आदर्श प्लाज्मा
तीन कारक एक आदर्श प्लाज्मा को परिभाषित करते हैं:
 * प्लाज्मा सन्निकटन: प्लाज्मा सन्निकटन तब लागू होता है जब प्लाज्मा पैरामीटर, डेबी क्षेत्र  के भीतर आवेश वाहकों की संख्या का प्रतिनिधित्व एकता से कहीं अधिक है।  यह आसानी से दिखाया जा सकता है कि यह मानदंड प्लाज्मा इलेक्ट्रोस्टैटिक और थर्मल ऊर्जा घनत्व के अनुपात की छोटीता के बराबर है। ऐसे प्लाज्मा को कमजोर युग्मित कहा जाता है।
 * बल्क इंटरैक्शन: डेबी की लंबाई प्लाज्मा के भौतिक आकार की तुलना में बहुत छोटी होती है। इस मानदंड का मतलब है कि प्लाज्मा के थोक में इसके किनारों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं, जहां सीमा प्रभाव हो सकता है। जब यह मानदंड पूरा हो जाता है, तो प्लाज्मा क्वासीन्यूट्रल होता है।
 * टकराव रहितता: इलेक्ट्रॉन प्लाज्मा आवृत्ति (इलेक्ट्रॉनों के प्लाज्मा दोलन ों को मापना) इलेक्ट्रॉन-तटस्थ टक्कर आवृत्ति की तुलना में बहुत अधिक है। जब यह स्थिति मान्य होती है, तो साधारण गैस कैनेटीक्स की प्रक्रियाओं पर इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन हावी होते हैं। ऐसे प्लाज्मा को टक्कर रहित कहा जाता है।

गैर-तटस्थ प्लाज्मा
विद्युत बल की शक्ति और सीमा और प्लाज़्मा की अच्छी चालकता आमतौर पर यह सुनिश्चित करती है कि किसी भी बड़े क्षेत्र में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का घनत्व समान (quasineutrality) हो। एक प्लाज्मा जिसमें चार्ज घनत्व की एक महत्वपूर्ण अधिकता होती है, या, चरम मामले में, एक ही प्रजाति से बना होता है, उसे गैर-तटस्थ प्लाज़्मा कहा जाता है | गैर-तटस्थ प्लाज्मा । ऐसे प्लाज्मा में विद्युत क्षेत्र प्रमुख भूमिका निभाते हैं। उदाहरण हैं आवेशित कण पुंज,  पेनिंग ट्रैप  में एक इलेक्ट्रॉन बादल और पॉज़िट्रॉन प्लाज़्मा।

धूल भरे प्लाज्मा
धूल भरे प्लाज्मा में धूल के छोटे आवेशित कण होते हैं (आमतौर पर अंतरिक्ष में पाए जाते हैं)। धूल के कण उच्च आवेश प्राप्त करते हैं और एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। धूल भरा प्लाज्मा  में बड़े कण होते हैं उसे ग्रेन प्लाज्मा कहते हैं। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, धूल भरे प्लाज़्मा को जटिल प्लाज़्मा भी कहा जाता है।

घनत्व और आयनीकरण डिग्री
प्लाज्मा के अस्तित्व के लिए आयनीकरण आवश्यक है। प्लाज्मा घनत्व शब्द अपने आप में आमतौर पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को संदर्भित करता है $$n_e$$अर्थात प्रति इकाई आयतन में आवेश-योगदान करने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या। आयनीकरण की डिग्री $$\alpha$$ आयनित तटस्थ कणों के अंश के रूप में परिभाषित किया गया है:

$$\alpha = \frac{n_i}{n_i + n_n},$$ कहाँ पे $$n_i$$ आयन घनत्व है और $$n_n$$ तटस्थ घनत्व (प्रति इकाई आयतन में कणों की संख्या में)। पूर्ण आयनित पदार्थ के मामले में, $$\alpha = 1$$. प्लाज्मा की क्वासिनेन्यूट्रलिटी के कारण, इलेक्ट्रॉन और आयन घनत्व किसके द्वारा संबंधित हैं $$n_e = \langle Z_i\rangle n_i$$, कहाँ पे $$\langle Z_i\rangle$$ औसत आयन आवेश है (प्राथमिक आवेश की इकाइयों में)।

तापमान
प्लाज्मा तापमान, जिसे आमतौर पर केल्विन  या  इलेक्ट्रॉनवोल्ट  में मापा जाता है, प्रति कण थर्मल गतिज ऊर्जा का एक उपाय है। आयनीकरण को बनाए रखने के लिए आमतौर पर उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जो कि प्लाज्मा की एक परिभाषित विशेषता है। प्लाज्मा आयनीकरण की डिग्री  आयनीकरण ऊर्जा  (और घनत्व से अधिक कमजोर) के सापेक्ष  इलेक्ट्रॉन तापमान  द्वारा निर्धारित की जाती है।  थर्मल संतुलन  में, संबंध  साहा समीकरण  द्वारा दिया जाता है। कम तापमान पर, आयन और इलेक्ट्रॉन बाध्य अवस्थाओं में पुनर्संयोजन करते हैं-परमाणु —और प्लाज्मा अंततः गैस बन जाएगा।

ज्यादातर मामलों में, इलेक्ट्रॉनों और भारी प्लाज्मा कणों (आयनों और तटस्थ परमाणुओं) में अलग-अलग अपेक्षाकृत अच्छी तरह से परिभाषित तापमान होता है; अर्थात्, उनका ऊर्जा वितरण फलन (भौतिकी) प्रबल विद्युत क्षेत्र या चुंबकीय क्षेत्र  क्षेत्रों की उपस्थिति में भी मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण के करीब है। हालांकि, इलेक्ट्रॉनों और आयनों के बीच द्रव्यमान में बड़े अंतर के कारण, उनका तापमान भिन्न हो सकता है, कभी-कभी बहुत अधिक। यह कमजोर आयनित तकनीकी प्लाज़्मा में विशेष रूप से आम है, जहां आयन अक्सर परिवेश के तापमान के पास होते हैं जबकि इलेक्ट्रॉन हजारों केल्विन तक पहुंचते हैं। विपरीत स्थिति  z-चुटकी  प्लाज्मा है जहां आयन तापमान इलेक्ट्रॉनों से अधिक हो सकता है।

प्लाज्मा क्षमता
चूँकि प्लाज़्मा बहुत अच्छे विद्युत चालक होते हैं, इसलिए विद्युत विभव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आवेशित कणों के बीच अंतरिक्ष में औसत क्षमता, इसे कैसे मापा जा सकता है, से स्वतंत्र, प्लाज्मा क्षमता या अंतरिक्ष क्षमता कहलाती है। यदि एक इलेक्ट्रोड को प्लाज्मा में डाला जाता है, तो इसकी क्षमता आमतौर पर प्लाज्मा क्षमता से काफी कम होती है, जिसे डेबी म्यान कहा जाता है। प्लाज़्मा की अच्छी विद्युत चालकता उनके विद्युत क्षेत्र को बहुत छोटा कर देती है। इसके परिणामस्वरूप क्वासिन्युट्रैलिटी की महत्वपूर्ण अवधारणा सामने आती है, जो कहती है कि नकारात्मक आवेशों का घनत्व प्लाज्मा के बड़े आयतन पर धनात्मक आवेशों के घनत्व के लगभग बराबर होता है ($$n_e = \langle Z\rangle n_i$$), लेकिन डेबी की लंबाई के पैमाने पर, चार्ज असंतुलन हो सकता है। विशेष मामले में जब डबल परत (प्लाज्मा)  बनती है, चार्ज पृथक्करण कुछ दसियों डेबी लंबाई बढ़ा सकता है। क्षमता और विद्युत क्षेत्रों का परिमाण केवल शुद्ध आवेश घनत्व को खोजने के अलावा अन्य माध्यमों से निर्धारित किया जाना चाहिए। एक सामान्य उदाहरण यह मान लेना है कि इलेक्ट्रॉन बोल्ट्जमान संबंध  को संतुष्ट करते हैं: $$n_e \propto e^{e\Phi/k_BT_e}.$$ इस संबंध को अलग करने से घनत्व से विद्युत क्षेत्र की गणना करने का एक साधन मिलता है: $$\vec{E} = (k_BT_e/e)(\nabla n_e/n_e).$$ ऐसे प्लाज्मा का उत्पादन करना संभव है जो क्वासीन्यूट्रल नहीं है। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन बीम में केवल ऋणात्मक आवेश होते हैं। एक गैर-तटस्थ प्लाज्मा का घनत्व आम तौर पर बहुत कम होना चाहिए, या यह बहुत छोटा होना चाहिए, अन्यथा, यह प्रतिकारक विद्युत बल  द्वारा नष्ट हो जाएगा।

चुंबकत्व
आवेशित कणों के अस्तित्व के कारण प्लाज्मा उत्पन्न होता है, और चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होता है। आवेशित कणों की गति को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त चुंबकीय क्षेत्र वाले प्लाज्मा को चुम्बकित कहा जाता है। एक सामान्य मात्रात्मक मानदंड यह है कि एक कण टक्कर करने से पहले औसतन चुंबकीय-क्षेत्र रेखा के चारों ओर कम से कम एक चक्कर पूरा करता है, अर्थात, $$\nu_{\mathrm{ce}} / \nu_{\mathrm{coll}} > 1$$, कहाँ पे $$\nu_{\mathrm{ce}}$$ इलेक्ट्रॉन जाइरोफ्रीक्वेंसी  है और $$\nu_{\mathrm{coll}}$$ इलेक्ट्रॉन टक्कर दर है। अक्सर ऐसा होता है कि इलेक्ट्रॉनों को चुम्बकित किया जाता है जबकि आयन नहीं होते हैं। चुंबकीय प्लाज़्मा  एनिस्ट्रोपिक  हैं, जिसका अर्थ है कि चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर दिशा में उनके गुण लंबवत से भिन्न होते हैं। जबकि प्लाज़्मा में विद्युत क्षेत्र आमतौर पर प्लाज्मा उच्च चालकता के कारण छोटे होते हैं, प्लाज्मा से जुड़े विद्युत क्षेत्र वेग के साथ चलते हैं $$\mathbf{v}$$ चुंबकीय क्षेत्र में $$\mathbf{B}$$ सामान्य  लोरेंत्ज़ बल  द्वारा दिया जाता है $$\mathbf{E} = -\mathbf{v}\times\mathbf{B}$$, और  डेबी परिरक्षण  से प्रभावित नहीं है।

गणितीय विवरण


प्लाज्मा की स्थिति का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए, सभी कण स्थान और वेग जो प्लाज्मा क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वर्णन करते हैं, उन्हें लिखना होगा। हालांकि, प्लाज्मा में सभी कणों का ट्रैक रखना आम तौर पर व्यावहारिक या आवश्यक नहीं है। इसलिए, प्लाज्मा भौतिक विज्ञानी आमतौर पर कम विस्तृत विवरण का उपयोग करते हैं, जिनमें से दो मुख्य प्रकार हैं:

द्रव मॉडल
द्रव मॉडल प्रत्येक स्थिति के आसपास घनत्व और औसत वेग की तरह चिकनी मात्रा के संदर्भ में प्लाज़्मा का वर्णन करते हैं ( प्लाज्मा पैरामीटर देखें)। एक साधारण द्रव मॉडल,  मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स, प्लाज्मा को मैक्सवेल के समीकरणों और नेवियर-स्टोक्स समीकरणों के संयोजन द्वारा नियंत्रित एकल द्रव के रूप में मानता है। एक अधिक सामान्य विवरण दो-द्रव प्लाज्मा है, जहां आयनों और इलेक्ट्रॉनों को अलग-अलग वर्णित किया गया है। द्रव मॉडल अक्सर सटीक होते हैं जब प्लाज्मा वेग वितरण को मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मान वितरण के करीब रखने के लिए टक्कर पर्याप्त होती है। चूंकि द्रव मॉडल आमतौर पर प्रत्येक स्थानिक स्थान पर एक निश्चित तापमान पर एकल प्रवाह के संदर्भ में प्लाज्मा का वर्णन करते हैं, वे न तो बीम या डबल लेयर (प्लाज्मा) जैसे वेग अंतरिक्ष संरचनाओं को पकड़ सकते हैं, न ही तरंग-कण प्रभावों को हल कर सकते हैं।

काइनेटिक मॉडल
काइनेटिक मॉडल प्लाज्मा में प्रत्येक बिंदु पर कण वेग वितरण फ़ंक्शन का वर्णन करते हैं और इसलिए मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मैन वितरण को मानने की आवश्यकता नहीं है। टकराव रहित प्लाज़्मा के लिए एक गतिज विवरण अक्सर आवश्यक होता है। प्लाज्मा के गतिज विवरण के लिए दो सामान्य दृष्टिकोण हैं। एक वेग और स्थिति में ग्रिड पर सुचारू वितरण फ़ंक्शन का प्रतिनिधित्व करने पर आधारित है। दूसरे, कण-में-कोशिका (पीआईसी) तकनीक के रूप में जाना जाता है, जिसमें बड़ी संख्या में व्यक्तिगत कणों के प्रक्षेपवक्र का अनुसरण करके गतिज जानकारी शामिल होती है। काइनेटिक मॉडल आमतौर पर द्रव मॉडल की तुलना में अधिक कम्प्यूटेशनल रूप से गहन होते हैं। वैलासोव समीकरण का उपयोग विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करने वाले आवेशित कणों की एक प्रणाली की गतिशीलता का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है। चुंबकीय प्लाज़्मा में, एक जाइरोकेनेटिक्स  दृष्टिकोण पूरी तरह से गतिज सिमुलेशन के कम्प्यूटेशनल खर्च को काफी हद तक कम कर सकता है।

प्लाज्मा विज्ञान और प्रौद्योगिकी
प्लाज्मा प्लाज्मा विज्ञान या प्लाज्मा भौतिकी के शैक्षणिक क्षेत्र के अध्ययन का उद्देश्य है, अंतरिक्ष प्लाज्मा भौतिकी  जैसे उप-विषयों सहित। इसमें वर्तमान में कई अकादमिक पत्रिकाओं में सक्रिय अनुसंधान और सुविधाओं के निम्नलिखित क्षेत्र शामिल हैं, जिनकी रुचि में शामिल हैं:


 * प्लाज्मा सिद्धांत*
 * प्लाज्मा संतुलन और स्थिरता
 * तरंगों और पुंजों के साथ प्लाज्मा परस्पर क्रिया
 * मार्गदर्शक केंद्र
 * रुद्धोष्म अपरिवर्तनीय
 * देबी म्यान
 * कूलम्ब की टक्कर
 * प्रकृति में प्लाज्मा
 * खगोल भौतिक प्लाज्मा
 * औरोरा (खगोल विज्ञान)|उत्तरी और दक्षिणी (ध्रुवीय) रोशनी
 * पृथ्वी का आयनमंडल
 * अंतरग्रहीय माध्यम
 * ग्रहीय चुम्बकमंडल
 * अंतरिक्ष प्लाज्मा
 * औद्योगिक प्लाज्मा
 * प्लाज्मा रसायन
 * प्लाज्मा प्रसंस्करण
 * प्लाज्मा स्प्रे
 * प्लाज्मा डिस्प्ले
 * प्लाज्मा स्रोत
 * धूल भरे प्लाज़्मा
 * प्लाज्मा निदान
 * थॉमसन बिखरना
 * लैंगमुइर जांच
 * बॉल बॉल पेन जांच
 * फैराडे कप
 * स्पेक्ट्रोस्कोपी
 * इंटरफेरोमेट्री
 * [[ योण क्षेत्र हीटर ]]
 * असंगत स्कैटर रडार


 * प्लाज्मा अनुप्रयोग
 * ढांकता हुआ बाधा निर्वहन
 * बढ़ी हुई तेल की पुनर्प्राप्ति
 * संलयन शक्ति
 * प्लाज्मा एक्ट्यूएटर (जैसे सर्पेन्टाइन ज्यामिति प्लाज्मा एक्चुएटर ) )
 * चुंबकीय संलयन ऊर्जा (एमएफई) -
 * कार्मैक के लिए
 * तारकीय
 * रिवर्स फील्ड पिंच
 * चुंबकीय दर्पण
 * घने प्लाज्मा फोकस
 * जड़त्वीय कारावास संलयन (आईसीएफ)
 * प्लाज्मा हथियार
 * आयन आरोपण
 * आयन थ्रस्टर
 * अधेला ई (प्रत्यारोपण प्रयोग)
 * प्लाज्मा राख
 * स्पार्क-इग्निशन इंजन : प्लाज्मा में ब्रॉड-फ्रंट मल्टी-चैनल डिस्चार्ज के साथ एकल बिंदु (स्पार्क प्लग से) पर प्रज्वलन को बढ़ाना।
 * खाद्य प्रसंस्करण
 * गैर-थर्मल प्लाज्मा या कोल्ड प्लाज्मा
 * प्लाज्मा आर्क अपशिष्ट निपटान, पुनर्चक्रण।
 * प्लाज्मा त्वरण
 * प्लाज्मा दवा (जैसे दंत चिकित्सा) )
 * प्लाज्मा खिड़की

प्लाज़्मा प्रकृति में विभिन्न रूपों और स्थानों में प्रकट हो सकते हैं, जिन्हें निम्नलिखित तालिका में संक्षेपित किया गया है:

अंतरिक्ष और खगोल भौतिकी
ब्रह्मांड में प्लाज्मा अब तक का सबसे आम चरण (पदार्थ) है, द्रव्यमान और आयतन दोनों के हिसाब से। पृथ्वी की सतह के ऊपर, आयनमंडल एक प्लाज्मा है, और मैग्नेटोस्फीयर में प्लाज्मा होता है। हमारे सौर मंडल के भीतर, सूर्य की सतह से लेकर हेलियोपॉज़ (खगोल विज्ञान) #हेलिओपॉज़ तक फैली हुई सौर हवा के माध्यम से निष्कासित प्लाज्मा से ग्रहों के बीच का स्थान  भरा हुआ है। इसके अलावा, सभी दूर के तारे, और अधिकांश  तारे के बीच का माध्यम  या बाहरी स्थान # इंटरगैलेक्टिक स्पेस भी प्लाज्मा से भरे होने की संभावना है, हालांकि बहुत कम घनत्व पर। खगोलभौतिकीय प्लाज़्मा सितारों के चारों ओर  अभिवृद्धि डिस्क  या सफ़ेद बौने,  न्यूट्रॉन स्टार, या निकट  बाइनरी स्टार  सिस्टम में  ब्लैक होल्स  जैसी कॉम्पैक्ट वस्तुओं में भी देखे जाते हैं। प्लाज्मा  खगोलभौतिकीय जेट  में सामग्री की निकासी से जुड़ा हुआ है, जिसे ब्लैक होल में वृद्धि के साथ देखा गया है या सक्रिय  आकाशगंगा  जैसे मेसियर 87#जेट|एम87 का जेट जो संभवतः 5,000 प्रकाश-वर्ष तक फैला हुआ है।

कृत्रिम प्लाज्मा
अधिकांश कृत्रिम प्लाज़्मा गैस के माध्यम से विद्युत और/या चुंबकीय क्षेत्रों के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न होते हैं। एक प्रयोगशाला सेटिंग में और औद्योगिक उपयोग के लिए उत्पन्न प्लाज्मा को आम तौर पर वर्गीकृत किया जा सकता है:
 * प्लाज्मा उत्पन्न करने के लिए प्रयुक्त शक्ति स्रोत का प्रकार- डीसी, एसी (आमतौर पर आकाशवाणी आवृति  (आरएफ) के साथ) और माइक्रोवेव
 * जिस दबाव पर वे काम करते हैं—वैक्यूम प्रेशर (<10 mTorr या 1 Pa), मध्यम दबाव (≈1 Torr या 100 Pa), वायुमंडलीय दबाव (760 Torr या 100 kPa)
 * प्लाज्मा के भीतर आयनीकरण की डिग्री-पूरी तरह से, आंशिक रूप से, या कमजोर रूप से आयनित
 * प्लाज्मा के भीतर तापमान संबंध-थर्मल प्लाज्मा ($$T_e = T_i = T_{gas}$$), गैर-थर्मल या ठंडा प्लाज्मा ($$T_e \gg T_i = T_{gas}$$)
 * प्लाज्मा उत्पन्न करने के लिए प्रयुक्त इलेक्ट्रोड विन्यास
 * प्लाज्मा के भीतर कणों का चुंबकीयकरण-चुंबकीय (आयन और इलेक्ट्रॉन दोनों चुंबकीय क्षेत्र द्वारा जाइरोराडियस  में फंस जाते हैं), आंशिक रूप से चुंबकित (इलेक्ट्रॉन लेकिन आयन चुंबकीय क्षेत्र से नहीं फंसते हैं), गैर-चुंबकीय (चुंबकीय क्षेत्र) कक्षाओं में कणों को फंसाने के लिए बहुत कमजोर है लेकिन लोरेंत्ज़ बल उत्पन्न कर सकता है)

कृत्रिम प्लाज्मा का निर्माण
प्लाज्मा के कई उपयोगों की तरह, इसके निर्माण के कई साधन हैं। हालांकि, उन सभी के लिए एक सिद्धांत समान है: इसे उत्पादन और बनाए रखने के लिए ऊर्जा इनपुट होना चाहिए। इस मामले के लिए, प्लाज्मा तब उत्पन्न होता है जब एक विद्युत प्रवाह  एक  ढांकता हुआ गैस  या तरल पदार्थ (एक विद्युत विद्युत कंडक्टर | गैर-संचालन सामग्री) में लगाया जाता है जैसा कि आसन्न छवि में देखा जा सकता है, जो एक साधारण उदाहरण के रूप में एक  निर्वहन ट्यूब  दिखाता है (प्रत्यक्ष सादगी के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला करंट)। संभावित अंतर और बाद में विद्युत क्षेत्र बाध्य इलेक्ट्रॉनों (ऋणात्मक) को  एनोड  (पॉजिटिव इलेक्ट्रोड) की ओर खींचते हैं जबकि  कैथोड  (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) नाभिक को खींचता है। जैसे-जैसे  वोल्टेज  बढ़ता है, करंट अपनी  ढांकता हुआ ताकत  (शक्ति कहा जाता है) से परे सामग्री ( विद्युत ध्रुवीकरण  द्वारा) को विद्युत टूटने के एक चरण में विद्युतीय स्पार्क द्वारा चिह्नित करता है, जहां सामग्री एक  इन्सुलेटर (विद्युत)  से विद्युत में बदल जाती है। कंडक्टर (जैसा कि यह तेजी से  आयनित  हो जाता है)। अंतर्निहित प्रक्रिया  टाउनसेंड हिमस्खलन  है, जहां इलेक्ट्रॉनों और तटस्थ गैस परमाणुओं के बीच टकराव अधिक आयन और इलेक्ट्रॉन बनाते हैं (जैसा कि दाईं ओर की आकृति में देखा जा सकता है)। एक परमाणु पर एक इलेक्ट्रॉन का पहला प्रभाव एक आयन और दो इलेक्ट्रॉनों में परिणत होता है। इसलिए, आवेशित कणों की संख्या लगभग 20 लगातार टकरावों के बाद ही तेजी से (लाखों में) बढ़ती है, मुख्य रूप से एक छोटे माध्य मुक्त पथ (टकरावों के बीच तय की गई औसत दूरी) के कारण।

विद्युत चाप
Townsend Discharge.svg पैदा करता है, जो अधिक गैस अणुओं को अलग करता है और परिणामी परमाणुओं को आयनित करता है (जहां आयनीकरण की डिग्री तापमान द्वारा निर्धारित की जाती है), और अनुक्रम के अनुसार: ठोस-तरल-गैस-प्लाज्मा, गैस धीरे-धीरे बदल जाती है एक थर्मल प्लाज्मा में। एक थर्मल प्लाज्मा थर्मल संतुलन में होता है, जिसका अर्थ है कि तापमान भारी कणों (यानी परमाणु, अणु और आयन) और इलेक्ट्रॉनों में अपेक्षाकृत सजातीय है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब थर्मल प्लाज़्मा उत्पन्न होते हैं, तो इलेक्ट्रॉनों को विद्युत ऊर्जा दी जाती है, जो उनकी महान गतिशीलता और बड़ी संख्या के कारण, इसे तेजी से फैलाने में सक्षम होते हैं और भारी कणों के लिए लोचदार टक्कर (ऊर्जा हानि के बिना) द्वारा।

औद्योगिक/वाणिज्यिक प्लाज्मा के उदाहरण
उनके बड़े तापमान और घनत्व की सीमाओं के कारण, प्लाज़्मा अनुसंधान, प्रौद्योगिकी और उद्योग के कई क्षेत्रों में आवेदन पाते हैं। उदाहरण के लिए, में: औद्योगिक और निष्कर्षण धातु विज्ञान, सतह के उपचार जैसे  प्लाज्मा छिड़काव  (कोटिंग), माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में नक़्क़ाशी, रेफरी नाम = एनआरसी> मेटल कटिंग रेफरी नाम = नेमचिंस्की> और  वेल्डिंग ; साथ ही रोजमर्रा के  वाहन उत्सर्जन नियंत्रण  और  फ्लोरोसेंट लैंप  /  इलेक्ट्रोल्यूमिनेसिसेंस  लैंप में, रेफरी नाम = हिप्पलर> ईंधन प्रज्वलन, यहां तक ​​कि  अंतरिक्ष इंजिनीयरिंग  के लिए  स्क्रैमजेट  में एक भूमिका निभाते हुए भी। रेफरी नाम = पेरेटेक >

कम दबाव का निर्वहन

 * चमक निर्वहन प्लाज़्मा: डीसी या कम आवृत्ति आरएफ (<100 kHz) विद्युत क्षेत्र के दो धातु इलेक्ट्रोड के बीच के अंतर के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न गैर-थर्मल प्लाज़्मा। शायद सबसे आम प्लाज्मा; यह एक प्रकार का प्लाज्मा है जो  प्रतिदीप्त प्रकाश  ट्यूब के भीतर उत्पन्न होता है।
 * कैपेसिटिव युग्मित प्लाज्मा (CCP): ग्लो डिस्चार्ज प्लाज़्मा के समान, लेकिन उच्च आवृत्ति वाले RF इलेक्ट्रिक फील्ड से उत्पन्न होता है, आमतौर पर ISM बैंड|13.56 मेगाहर्ट्ज। ये ग्लो डिस्चार्ज से इस मायने में भिन्न होते हैं कि म्यान बहुत कम तीव्र होते हैं। ये प्लाज्मा नक़्क़ाशी और प्लाज्मा वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव के लिए माइक्रोफैब्रिकेशन और एकीकृत सर्किट निर्माण उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
 * कैस्केड चाप प्लाज्मा स्रोत : कम तापमान (≈1eV) उच्च घनत्व वाले प्लाज्मा (HDP) का उत्पादन करने के लिए एक उपकरण।
 * आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा (ICP): एक CCP के समान और समान अनुप्रयोगों के साथ लेकिन इलेक्ट्रोड में उस कक्ष के चारों ओर लिपटे एक कुंडल होते हैं जहां प्लाज्मा बनता है।
 * तरंग गरम प्लाज्मा : सीसीपी और आईसीपी के समान जिसमें यह आमतौर पर आरएफ (या माइक्रोवेव) होता है। उदाहरणों में हेलिकॉन डिस्चार्ज  और  इलेक्ट्रॉन साइक्लोट्रॉन अनुनाद  (ईसीआर) शामिल हैं।

वायुमंडलीय दबाव

 * चाप निर्वहन : यह बहुत उच्च तापमान (≈10,000 K) का उच्च शक्ति वाला थर्मल डिस्चार्ज है। इसे विभिन्न बिजली आपूर्ति का उपयोग करके उत्पन्न किया जा सकता है। यह आमतौर पर धातुकर्म प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग Al . युक्त खनिजों को गलाने के लिए किया जाता है2O3 अल्युमीनियम  का उत्पादन करने के लिए।
 * कोरोना डिस्चार्ज : यह एक गैर-थर्मल डिस्चार्ज है जो तेज इलेक्ट्रोड युक्तियों के लिए उच्च वोल्टेज के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न होता है। यह आमतौर पर ओजोन  जनरेटर और कण अवक्षेपकों में उपयोग किया जाता है।
 * ढांकता हुआ बाधा निर्वहन (डीबीडी): यह एक गैर-थर्मल डिस्चार्ज है जो छोटे अंतराल में उच्च वोल्टेज के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न होता है जिसमें एक गैर-संचालन कोटिंग प्लाज्मा डिस्चार्ज के एक चाप में संक्रमण को रोकता है। इसे अक्सर उद्योग में 'कोरोना' डिस्चार्ज के रूप में गलत लेबल किया जाता है और कोरोना डिस्चार्ज के समान अनुप्रयोग होता है। इस डिस्चार्ज का एक सामान्य उपयोग वाहन ड्रैग रिडक्शन के लिए  प्लाज्मा एक्चुएटर  में होता है। यह कपड़ों के वेब उपचार में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सिंथेटिक कपड़े और प्लास्टिक के निर्वहन के आवेदन सतह को कार्यात्मक बनाता है और पेंट, गोंद और इसी तरह की सामग्री का पालन करने की अनुमति देता है। 1990 के दशक के मध्य में डाइइलेक्ट्रिक बैरियर डिस्चार्ज का उपयोग यह दिखाने के लिए किया गया था कि कम तापमान वायुमंडलीय दबाव प्लाज्मा बैक्टीरिया कोशिकाओं को निष्क्रिय करने में प्रभावी है। इस काम और बाद में स्तनधारी कोशिकाओं के प्रयोग से अनुसंधान के एक नए क्षेत्र की स्थापना हुई जिसे प्लाज्मा दवा के रूप में जाना जाता है। कम तापमान वाले प्लाज्मा जेट के डिजाइन में डाइइलेक्ट्रिक बैरियर डिस्चार्ज कॉन्फ़िगरेशन का भी उपयोग किया गया था। ये प्लाज्मा जेट तेजी से फैलने वाली निर्देशित आयनीकरण तरंगों द्वारा निर्मित होते हैं जिन्हें प्लाज्मा बुलेट के रूप में जाना जाता है।
 * कैपेसिटिव डिस्चार्ज : यह एक गैर-थर्मल प्लाज्मा है जो आरएफ पावर (जैसे, आईएसएम बैंड|13.56 मेगाहर्ट्ज) के एक संचालित इलेक्ट्रोड के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न होता है, जिसमें ग्राउंडेड इलेक्ट्रोड 1 सेमी के क्रम पर एक छोटी पृथक्करण दूरी पर होता है। इस तरह के डिस्चार्ज को आमतौर पर हीलियम या आर्गन जैसी महान गैस का उपयोग करके स्थिर किया जाता है।
 * पीजोइलेक्ट्रिक डायरेक्ट डिस्चार्ज प्लाज्मा : एक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफॉर्मर (पीटी) के उच्च-पक्ष पर उत्पन्न एक नॉनथर्मल प्लाज्मा है। यह पीढ़ी का संस्करण विशेष रूप से उच्च कुशल और कॉम्पैक्ट उपकरणों के लिए उपयुक्त है जहां एक अलग उच्च वोल्टेज बिजली की आपूर्ति वांछित नहीं है।

एमएचडी कन्वर्टर्स
1960 के दशक में मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक कनवर्टर  का अध्ययन करने के लिए एक विश्व प्रयास शुरू किया गया था ताकि  मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर  को एक नए प्रकार के वाणिज्यिक  बिजली  संयंत्रों के साथ बाजार में लाया जा सके, एक उच्च गति वाले प्लाज्मा की  गतिज ऊर्जा  को उच्च दक्षता पर बिना किसी गतिमान भागों के बिजली में परिवर्तित किया जा सके। सुपरसोनिक और हाइपरसोनिक वायुगतिकी के क्षेत्र में भी अनुसंधान किया गया ताकि चुंबकीय क्षेत्रों के साथ प्लाज्मा बातचीत का अध्ययन किया जा सके ताकि अंततः वाहनों या प्रोजेक्टाइल के आसपास निष्क्रिय और यहां तक ​​कि सक्रिय  प्रवाह नियंत्रण (द्रव)  प्राप्त किया जा सके, ताकि शॉक तरंगों को नरम और कम किया जा सके, थर्मल ट्रांसफर को कम किया जा सके और कम किया जा सके।  खींचें (भौतिकी) । प्लाज्मा प्रौद्योगिकी (तकनीकी या इंजीनियर प्लाज़्मा) में उपयोग की जाने वाली ऐसी आयनित गैसें आमतौर पर इस अर्थ में कमजोर आयनित गैसें होती हैं कि गैस के अणुओं का केवल एक छोटा अंश आयनित होता है। इस प्रकार की कमजोर आयनित गैसें भी गैर-तापीय ठंडे प्लाज़्मा हैं। चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति में, इस तरह के चुंबकीय गैर-तापीय कमजोर आयनित गैसों के अध्ययन में मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स शामिल हैं # कम चुंबकीय रेनॉल्ड्स संख्या  के साथ आदर्श और प्रतिरोधक एमएचडी, प्लाज्मा भौतिकी का एक चुनौतीपूर्ण क्षेत्र जहां गणना के लिए  एन-आयामी अंतरिक्ष  में  डाइडिक टेंसर  की आवश्यकता होती है|7-आयामी  चरण स्थान । जब एक उच्च  हॉल प्रभाव  के संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो एक महत्वपूर्ण मूल्य समस्याग्रस्त  इलेक्ट्रोथर्मल अस्थिरता  को ट्रिगर करता है जो इन तकनीकी विकास को सीमित करता है।

जटिल प्लाज्मा घटना
हालांकि प्लाज्मा को नियंत्रित करने वाले अंतर्निहित समीकरण अपेक्षाकृत सरल हैं, प्लाज्मा व्यवहार असाधारण रूप से विविध और सूक्ष्म है: एक साधारण मॉडल से अप्रत्याशित व्यवहार का उद्भव एक जटिल प्रणाली की एक विशिष्ट विशेषता है। इस तरह की प्रणालियाँ कुछ अर्थों में आदेशित और अव्यवस्थित व्यवहार के बीच की सीमा पर होती हैं और आमतौर पर इसे सरल, सुचारू, गणितीय कार्यों या शुद्ध यादृच्छिकता द्वारा वर्णित नहीं किया जा सकता है। लंबाई के पैमानों की एक विस्तृत श्रृंखला पर दिलचस्प स्थानिक विशेषताओं का स्वतःस्फूर्त गठन प्लाज्मा जटिलता की एक अभिव्यक्ति है। विशेषताएं दिलचस्प हैं, उदाहरण के लिए, क्योंकि वे बहुत तेज हैं, स्थानिक रूप से रुक-रुक कर (सुविधाओं के बीच की दूरी स्वयं सुविधाओं की तुलना में बहुत बड़ी है), या एक भग्न  रूप है। इनमें से कई विशेषताओं का पहले प्रयोगशाला में अध्ययन किया गया था, और बाद में पूरे ब्रह्मांड में पहचाने गए हैं। प्लाज्मा में जटिलता और जटिल संरचनाओं के उदाहरणों में शामिल हैं:

फिलामेंटेशन
स्ट्राइक या स्ट्रिंग जैसी संरचनाएं, बिर्कलैंड धाराओं के रूप में भी जाना जाता है, कई प्लाज़्मा में देखा जाता है, जैसे प्लाज्मा ग्लोब, ऑरोरा (खगोल विज्ञान), आकाशीय बिजली, इलेक्ट्रिक आर्क्स,  सोलर फ्लेयर्स , और  सुपरनोवा अवशेष । वे कभी-कभी बड़े वर्तमान घनत्व से जुड़े होते हैं, और चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत एक  चुंबकीय रस्सी  संरचना बना सकती है। ( प्लाज्मा चुटकी  भी देखें)

फिलामेंटेशन एक उच्च शक्ति लेजर पल्स के आत्म-केंद्रित होने को भी संदर्भित करता है। उच्च शक्तियों पर, अपवर्तन के सूचकांक का गैर-रेखीय भाग महत्वपूर्ण हो जाता है और लेजर बीम के केंद्र में अपवर्तन के उच्च सूचकांक का कारण बनता है, जहां लेजर किनारों की तुलना में उज्जवल होता है, जिससे एक प्रतिक्रिया होती है जो लेजर को और भी अधिक केंद्रित करती है। सख्त केंद्रित लेजर में उच्च शिखर चमक (विकिरण) होती है जो प्लाज्मा बनाती है। प्लाज्मा में अपवर्तन का सूचकांक एक से कम होता है, और यह लेजर बीम के डिफोकसिंग का कारण बनता है। अपवर्तन के फोकसिंग इंडेक्स और डिफोकसिंग प्लाज्मा की परस्पर क्रिया प्लाज्मा के एक लंबे फिलामेंट का निर्माण करती है जो कि माइक्रोमीटर (इकाई)  से लेकर किलोमीटर तक हो सकता है। फिलामेंटेशन से उत्पन्न प्लाज्मा का एक दिलचस्प पहलू आयनित इलेक्ट्रॉनों के डिफोकसिंग प्रभावों के कारण अपेक्षाकृत कम आयन घनत्व है। ( फिलामेंट प्रसार  भी देखें)

अभेद्य प्लाज्मा
अभेद्य प्लाज्मा एक प्रकार का थर्मल प्लाज्मा है जो गैस या ठंडे प्लाज्मा के संबंध में एक अभेद्य ठोस की तरह कार्य करता है और इसे शारीरिक रूप से धकेला जा सकता है। रिएक्टर की दीवारों से परमाणु संलयन  प्लाज्मा के इन्सुलेशन में इसके संभावित अनुप्रयोगों के लिए 1960 और 1970 के दशक में हेंस अल्फवेन के नेतृत्व में एक समूह द्वारा ठंडी गैस और थर्मल प्लाज्मा की बातचीत का संक्षेप में अध्ययन किया गया था। हालांकि, बाद में यह पाया गया कि इस विन्यास में बाहरी  चुंबकीय क्षेत्र  प्लाज्मा में किंक अस्थिरता को प्रेरित कर सकते हैं और बाद में दीवारों को अप्रत्याशित रूप से उच्च गर्मी का नुकसान हो सकता है। 2013 में, सामग्री वैज्ञानिकों के एक समूह ने बताया कि उन्होंने ठंडे गैस के केवल अल्ट्राहाई-प्रेशर कंबल का उपयोग करके बिना चुंबकीय बंधन  के स्थिर अभेद्य प्लाज्मा सफलतापूर्वक उत्पन्न किया है। जबकि प्लाज्मा की विशेषताओं पर स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा को उच्च दबाव के कारण प्राप्त करना मुश्किल होने का दावा किया गया था, विभिन्न  nanostructures  के  रासायनिक संश्लेषण  पर प्लाज्मा के निष्क्रिय प्रभाव ने स्पष्ट रूप से प्रभावी कारावास का सुझाव दिया। उन्होंने यह भी दिखाया कि कुछ दसियों सेकंड के लिए अभेद्यता बनाए रखने पर, प्लाज्मा-गैस इंटरफेस में  आयनों  की स्क्रीनिंग हीटिंग के एक मजबूत माध्यमिक मोड (चिपचिपा हीटिंग के रूप में जाना जाता है) को जन्म दे सकती है जिससे प्रतिक्रियाओं के विभिन्न कैनेटीक्स और जटिल गठन हो सकते हैं। नैनो सामग्री।

यह भी देखें

 * उभयचर प्रसार
 * विद्युत क्षेत्र स्क्रीनिंग
 * विद्युत चालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन
 * हैन्स अल्फवेन पुरस्कार
 * आईईईई परमाणु और प्लाज्मा विज्ञान सोसायटी
 * प्लाज्मा भौतिकविदों की सूची
 * प्लाज्मा भौतिकी लेखों की सूची
 * लुलि
 * मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक कनवर्टर
 * निकोला टेस्ला
 * प्लाज्मा नाइट्राइडिंग
 * प्लाज्मा प्रणोदन इंजन
 * प्लाज्मा सतह संपर्क
 * भौतिकी में प्रकाशनों की सूची#प्लाज्मा भौतिकी
 * क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा|क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा
 * अंतरिक्ष भौतिकी
 * कुल इलेक्ट्रॉन सामग्री

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बाहरी संबंध

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