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Plasmafysica

Plasmaphysik ist ein Zweig der Physik zeigt das dynamische Verhalten von Plasmalernt.

Es ist kurz gesagt die Untersuchung der statistischen und dynamischen Eigenschaften eines (teilweise) aus geladenen Teilchen bestehenden Gases, das jedoch aufgrund der gleichen Menge positiver und negativer Ladung insgesamt elektrisch neutral ist. Ein solches Gas wird Plasma genannt und wird manchmal als viertes bezeichnet Aggregatzustand (neben fest, flüssig und gasförmig). Plasma bezeichnet in diesem Zusammenhang ein Gas, das genügend Energie enthält, um den Atomen (teilweise) ihre Elektronen zu entziehen (Ionisation), und somit tatsächlich eine Wolke aus Ionen und Elektronen bildet. Da ein Plasma geladene Teilchen enthält, verhält es sich aufgrund des Vorhandenseins elektromagnetischer Felder völlig anders als ein neutrales Gas.

Plasmaphysik ist wichtig für die Astrophysik denn viele astronomische Objekte wie Sterne, Nebel und das interstellare Medium bestehen aus Plasma.

Geschichte

Der Begriff Plasma für eine geladene Flüssigkeit stammt aus dem Jahr 1922 und stammt von dem amerikanischen Chemiker Irving Langmuir. In den 1920er und 1930er Jahren konzentrierte sich die Forschung auf ein besseres Verständnis der Ionosphäre und seine Wirkung auf Radiowellen, und zum Verhalten ionisierter Gase in Elektronenröhren zur Verwendung als Gleichrichter, Schalter und Spannungsregler, als es keine gab Halbleiterbauelemente Waren. Entwickelt in den 1940er Jahren Hannes Alfven eine Theorie hydromagnetischer Wellen, jetzt Alfvén-Wellen genannt, um Plasmen im Weltraum besser zu verstehen. In den frühen 1950er Jahren wurde im Rahmen der Entwicklung von Fusionsreaktoren viel geheime Plasmaforschung betrieben. Ab 1958 wurde diese Forschung öffentlich und die ersten internationalen Kooperationen begannen. In den 1970er und 1980er Jahren wurde diese Fusionsforschung auf der Grundlage der sowjetisch-russischen Erfindung des tokamak, in dem erstmals sehr heiße und vollständig ionisierte Plasmen erzeugt werden konnten.[1]

Die Erforschung von Plasmen im Weltraum begann bereits im 19. Jahrhundert, gewann jedoch mit der Verfügbarkeit von Raumfahrzeugen und Radioteleskopen an Bedeutung. Ab den 1990er Jahren erschlossen sich neue Forschungsgebiete nicht neutrale Plasmen und Staubplasmen, also Plasmen, in denen relativ schwere Feststoffteilchen elektrisch geladen sind.[1]

Forschungsbereiche

Aktive Forschungsbereiche umfassen: