Maddenin plazma hali ve özellikleri
Plazma, her ne kadar maddenin dört temel halinden biri olsa da birçok insan tarafından günlük hayatta görülmediği için nadir oluşan bir durum olarak algılanır. Evrende genel olarak maddenin katı, sıvı ve gaz halinde bulunduğunu düşünen insanlar bu nedenden dolayı maddenin plazma halinin özellikleri ve etkileri gibi bir konuyu önemsemez. Oysa zannedilenin 180 derece aksine, evrendeki görünür yani bilinen maddenin yaklaşık olarak %99’u plazma haldedir. Gazların “iyonize olması” ile birlikte maddenin aldığı yeni bir hal olan plazma, görünür uzayı oluşturan maddenin farklı bir fiziksel forma geçmesidir. Gazların iyonize olmasından kasıt ise maddeyi meydana getiren moleküllerden ya da atomlardan “en az bir elektronun” koparak ayrılması ve maddenin serbest bir elektrik yüküne kavuşması demektir.
Serbest elektrik yüküne sahip olan plazma, bu özelliği ile inanılmaz bir elektrik iletkenliğine sahip olur. Çevresindeki tüm elektromanyetik alanlardan etkilenen plazma haldeki madde, dünyamızda özellikle kutup bölgelerinde çeşitli atmosfer olayları sonrası renkli şekillerle görülür. Kutup bölgelerinde “kutup ışıkları” olarak adlandırılan doğa olayı, dünyanın sahip olduğu elektromanyetik alanın plazma haldeki maddeyi etkilemesinden kaynaklanmaktadır. Maddenin plazma hali evrende Nötron yıldızları hariç diğer tüm yıldızlarda gözlenen haldir. Ancak plazma hale geçen madde çok farklı fiziksel özellikler gösterdiğinden, plazma hal maddenin diğer katı, sıvı ve gaz hallerinden ayrı bir başlık altında incelenir.
Görünür tüm maddeleri meydana getiren moleküller, atomların bir araya gelmesiyle oluşur. Saf haldeki maddenin atomlarının ve diğer maddelerin moleküllerinin en hareketli olduğu hal, bilindiği üzere gaz haldir. Gaz haldeki maddenin atom ve molekülleri “her yöne” bağımsız olarak hareket edebilir. Ancak gaz hale geçen maddeye ısı enerjisi verilmeye devam edilmesi halinde iyonlaşma adı verilen elektron kopması olayının gerçekleşme ihtimali de giderek artar. Gaz haldeki maddenin sürekli olarak ısı enerjisine maruz bırakılması halinde kritik aşamadan sonra elektronlar atom çekirdeğinin çekim kuvvetinden kurtulur ve “serbest elektron uzayı” adı verilen yeni bir yapı meydana getirir.
İyonlaşmanın gerçekleşmesi ile oluşan bu yeni uzayda var olan maddenin yapısı da bu nedenden ötürü değişir, başkalaşım geçirerek yepyeni bir hal alır. Artı yüklenen atom çekirdeğinin bu etkiye maruz kalmasının ardından sıcaklığın yükselmeye devam etmesi halinde sayısız iyonlaşma işlemi gerçekleşecek, kopan her elektron serbest bir elektron uzayı meydana getirerek “iyon bulutları” adı verilen yapıyı inşa edecektir. Ancak bu işlemin milyarlarca defa tekrarlanmasına rağmen bazı atom çekirdekleri nötr kalmaya yani kararlı yapısını korumaya devam eder. İşte bu iyon bulutları, serbest elektronlar ve nötr halde kalmaya devam eden atomlar bir araya gelerek maddenin “plazma” haline geçmesini sağlar.
Bu yazıda; maddenin temel yapı taşlarına ilişkin verilen bilgilerde atomlar ile görünür madde arasındaki ilişki klasik fiziğe göre verilmiş olup, Kuantum fiziğinin atomaltı parçacık modellemelerine ilişkin kuramları göz ardı edilmiştir.
