Quiconque a étudié les sciences élémentaires à l'école primaire se souvient de la leçon sur les trois états de la matière, n'est-ce pas? C'est celle où l'on nous a dit que la matière se présente sous trois formes fondamentales: liquide, solide et gazeuse. Cela fonctionne pour le tableau périodique des éléments et peut être étendu pour inclure à peu près n'importe quel composé. Sauf peut-être pour la crème fouettée (ce maudit composé continue de défier les tentatives de classification!) Mais que se passerait-il s'il y avait un quatrième état pour la matière? Il se produit lorsqu'un état de matière similaire au gaz contient une grande partie des particules ionisées et génère son propre champ magnétique. Cela s'appelle le plasma, et il se trouve que c'est le type de matière le plus courant, comprenant plus de quatre-vingt-dix-neuf pour cent de la matière dans l'univers visible et qui imprègne le système solaire, les environnements interstellaires et intergalactiques.
Le principe de base derrière le plasma est que le chauffage d'un gaz dissocie ses liaisons moléculaires, le transformant en ses atomes constitutifs. Un échauffement supplémentaire conduit à l'ionisation (une perte d'électrons), qui la transforme en plasma. Ce plasma est donc défini par l'existence de particules chargées, à la fois des ions positifs et des électrons négatifs. La présence d'un grand nombre de particules chargées rend le plasma électriquement conducteur pour qu'il réponde fortement aux champs électromagnétiques. Le plasma a donc des propriétés très différentes de celles des solides, des liquides ou des gaz et est considéré comme un état de matière distinct. Comme un gaz, le plasma n'a pas de forme définie ni de volume défini à moins d'être enfermé dans un récipient. Mais contrairement au gaz, sous l'influence d'un champ magnétique, il peut former des structures telles que des filaments, des faisceaux et des doubles couches. C'est précisément pour cette raison que le plasma est utilisé dans la construction de produits électroniques, tels que les téléviseurs plasma et les enseignes au néon.
L'existence du plasma a été découverte pour la première fois par Sir William Crookes en 1879 à l'aide d'un ensemble qui est aujourd'hui connu sous le nom de «tube de Crookes», un tube à décharge électrique expérimental dans lequel l'air est ionisé par l'application d'une haute tension à travers une bobine de tension. À l'époque, il la qualifiait de «matière rayonnante» en raison de sa qualité lumineuse. Sir J.J. Thomson, un physicien britannique, a identifié la nature de la matière en 1897, grâce à sa découverte d'électrons et à de nombreuses expériences utilisant des tubes à rayons cathodiques. Cependant, ce n'est qu'en 1928 que le terme «plasma» a été inventé par Irving Langmuir, un chimiste et physicien américain, qui a apparemment rappelé le plasma sanguin.
Comme déjà mentionné, les plasmas sont de loin la phase de matière la plus courante dans l'univers. Toutes les étoiles sont faites de plasma, et même l'espace entre les étoiles est rempli d'un plasma, bien que très clairsemé.
Nous avons écrit de nombreux articles sur le plasma pour Space Magazine. Voici un article sur le moteur plasma, et voici un article sur les états de la matière.
Si vous souhaitez plus d'informations sur le plasma, consultez ces articles de Chem4Kids et NASA Science.
Nous avons également enregistré un épisode d'Astronomy Cast all about the Sun. Écoutez ici, épisode 30: Le soleil, les taches et tout.
Sources:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_%28physics%29
http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_tube
http://en.wikipedia.org/wiki/Charge_carrier
http://en.wikipedia.org/wiki/J._J._Thomson
http://en.wikipedia.org/wiki/Irving_Langmuir
http://www.plasmas.org/basics.htm
http://www.plasmas.org/what-are-plasmas.htm
