Plasma (fisica): differenze tra le versioni

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In [[fisica]] e [[chimica]], il '''plasma''' è un [[Ionizzazione dei gas|gas ionizzato]], costituito da un insieme di [[Elettrone|elettroni]] e [[ione|ioni]] e globalmente neutro (la cui [[carica elettrica]] totale è nulla). In quanto tale, il plasma è considerato come il ''quarto stato'' della [[materia (fisica)|materia]], che si distingue quindi dal [[solido]], dal [[liquido]] e dall'[[aeriforme]], mentre il termine "[[ione|ionizzato]]" indica che una frazione abbastanza grande di elettroni è stata strappata dai rispettivi [[atomo|atomi]].

Fu identificato da [[Baronetto|Sir]] [[William Crookes]] nel [[1879]] e chiamato "plasma" da [[Irving Langmuir]] nel 1928<ref>{{Cita pubblicazione|autore=G. L. Rogoff, Ed.|titolo=IEEE Transactions on Plasma Science|volume=19|p=989|data=dicembre 1991|url=http://www.plasmacoalition.org/what.htm|lingua=en|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20060420130322/http://www.plasmacoalition.org/what.htm|dataarchivio=20 aprile 2006}}</ref>. Le ricerche di Crookes portarono alla realizzazione dei cosiddetti [[Tubo di Crookes|tubi di Crookes]], gli antenati dei [[Tubo a raggi catodici|tubi catodici]] e delle [[lampada al neon|lampade al neon]].

Essendo costituito da particelle cariche, i [[moto (fisica)|moti]] complessivi delle [[particella (fisica)|particelle]] del plasma sono in gran parte dovuti alle [[Interazione elettromagnetica|forze elettriche]] a lungo raggio che si vengono continuamente a creare, e che a loro volta tendono a mantenere il plasma complessivamente neutro; questo fatto stabilisce una differenza importante rispetto ai [[gas]] ordinari, nei quali invece i moti delle particelle sono dovuti a forze che si estendono al massimo per qualche primo vicino<ref>{{Cita libro|autore=R. Goldston|autore2=P.H. Rutherford|lingua=en|titolo=Introduction to plasma physics|url=https://archive.org/details/introductiontopl00gold|editore=Institute of Physics Publishing|città=Filadelfia|anno=1995|p=[https://archive.org/details/introductiontopl00gold/page/n15 2]|ISBN=0-7503-0183-X|cid=R. Goldston e P.H. Rutherford}}</ref>. Le cariche elettriche libere fanno sì che il plasma sia un buon [[Conduttore elettrico|conduttore]] di [[elettricità]], e che risponda fortemente ai [[campo elettromagnetico|campi elettromagnetici]].

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[[File:Franklin lightning engraving.jpg|thumb|Incisione dell'epoca che riproduce il celebre esperimento di [[Benjamin Franklin]] sulla natura [[elettricità|elettrica]] del [[fulmine]]]]

Il plasma è spesso definito come "quarto stato" della materia: in questo senso, esso riproduce l'idea dei [[Elementi (filosofia)|quattro elementi]] (il [[Fuoco (elemento)|fuoco]], la [[Terra (elemento)|terra]], l'[[Aria (elemento)|aria]] e l'[[Acqua (elemento)|acqua]]), che storicamente si fa risalire al [[Filosofia|filosofo]] greco [[Empedocle]]. I primi esperimenti riguardanti i plasmi coincidono però con le prime scoperte sull'[[Interazione elettromagnetica|elettromagnetismo]]. Le prime scoperte sulle proprietà delle [[Ionizzazione dei gas|scariche elettriche]] nei gas vengono fatte risalire al leggendario esperimento di [[Benjamin Franklin]], che scoprì la natura elettrica del [[fulmine]]: il 15 giugno [[1752]], a [[Filadelfia]], egli usò come dispositivo un [[aquilone]], legato all'estremità di un filo di [[canapa (tessile)|canapa]]. All'altra estremità egli appese una chiave, e portò l'aquilone vicino alle [[nuvola|nuvole]] durante un [[temporale]]. Tenendo a distanza con un nastro di [[seta]] l'estremità con la chiave, per proteggersi le mani, vide che la chiave si muoveva per effetto dell'accumulo di cariche elettriche, e che poteva caricare con questa una [[bottiglia di Leida]] (un tipo di esperienza che egli aveva già effettuato nei suoi studi sull'[[elettrostatica]]).<ref>{{Cita web|1=http://fi.edu/franklin/index.html|2=Sito del Franklin Institute Science Museum|lingua=en|accesso=18 aprile 2007|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20070502040455/http://www.fi.edu/franklin/index.html|dataarchivio=2 maggio 2007|urlmorto=sì}}</ref>

Studi più precisi coincidono con la creazione dei primi tubi da vuoto, i [[Tubo di Crookes|tubi di Crookes]] appunto, che Sir [[William Crookes]] cominciò a studiare negli anni successivi al [[1870]] modificando il prototipo creato da [[Heinrich Geissler]], che si chiama appunto [[tubo di Geissler]]. Proprio un tubo simile a questo portò [[Wilhelm Conrad Röntgen|Röntgen]] alla scoperta dei [[raggi X]].

Gli studi sui plasmi rimasero però più che altro una curiosità: fanno eccezione gli studi approfonditi di [[Nikola Tesla]] sulle scariche di plasma [[Radiofrequenza|RF]]<ref>{{Cita web|autore = Zoran Lj. Petrovic|url = http://www.journal.ftn.kg.ac.rs/Vol_3-2/07-Petrovic.pdf|titolo = The Contribution of Nikola Tesla to Plasma Physics and Current Status of Plasmas that He Studied|accesso = |data = }}</ref>, sulle [[Lampada al plasma|lampade al plasma]], sul plasma freddo per la produzione di ozono<ref>{{Cita web|autore =|url =http://www.o3center.org/Equipment/WhichmaterialsareO3resistantwhattypeofO3generatorsarethere.html|titolo =What materials are O3 resistant & what type of O3 generators are there?|accesso =|data =|urlmorto =sì|urlarchivio =https://web.archive.org/web/20150523021141/http://www.o3center.org/Equipment/WhichmaterialsareO3resistantwhattypeofO3generatorsarethere.html|dataarchivio =23 maggio 2015}}</ref><ref>{{Cita web|url = http://www.o3elite.com/|titolo = O3Elite Ozone Generator - The Leader in Ozone Therapy|accesso = 14 maggio 2015}}</ref><ref>{{Cita web|url = http://www.plasmafire.com/|titolo = Plasmafire Intl - Steam Saunas and Cold Plasma Ozone Generators|accesso = 14 maggio 2015|urlarchivio = https://web.archive.org/web/20150419201959/http://plasmafire.com/|dataarchivio = 19 aprile 2015|urlmorto = sì}}</ref><ref>{{Cita web|url = http://www.oawhealth.com/products/ozone-generator.html|titolo = Ozone Generator|accesso = 14 maggio 2015}}</ref> e sui plasmoni<ref>{{Cita web|autore = Gary Peterson|url = http://www.teslaradio.com/pages/Pursuing_Tesla%27s_Vision.pdf|titolo = Pursuing Tesla's Vision|accesso = |data = }}</ref>, e di [[Irving Langmuir]], che studiò in particolare (negli anni successivi al [[1920]]) l'interazione dei plasmi con le pareti del contenitore nei quali i plasmi stessi venivano formati: proprio per questi studi egli vinse il [[Premio Nobel per la chimica|premio Nobel]] nel [[1932]]. L'interesse sistematico per lo studio dei plasmi inizia invece alla fine degli [[anni 1950|anni cinquanta]], quando la [[atomi per la pace|Conferenza di Ginevra ''Atoms for peace'']]<ref>{{Cita libro|autore=[[Organizzazione delle Nazioni Unite|Nazioni Unite]]|titolo=Peaceful uses of atomic energy (Proc. Int. Conf. Geneva, 1955)|volume=16|editore=[[Organizzazione delle Nazioni Unite|ONU]]|città=New York|anno=1956|p=35|lingua=en}}</ref> sancisce l'inizio degli studi su uno sfruttamento pacifico della [[Fusionefusione nucleare]]. Contemporanea è la costituzione dell'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica ([[Agenzia internazionale per l'energia atomica|IAEA]], 1957).

Più o meno nello stesso periodo cominciano i primi studi sugli effetti di un [[campo magnetico]] sui gas ionizzati (per es. della [[ionosfera]]) compiuti dal fisico svedese [[Hannes Alfvén]], che lo porteranno a vincere il [[Premio Nobel per la fisica|premio Nobel]] nel [[1970]]. Questi studi porteranno alla spiegazione del meccanismo delle [[fasce di van Allen]] in termini di moti di [[Ione|ioni]] ed [[Elettrone|elettroni]].

Oggi la fisica del plasma è un settore in piena espansione, non solo per quanto riguarda la [[Fusionefusione nucleare]], ma anche le applicazioni industriali ([[Processo di produzione industriale|trattamento di superfici]], il [[taglio al plasma]], gli [[schermo al plasma|schermi al plasma]]) e la [[propulsione spaziale]].

== Classificazione ==

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<gallery>

File:HeTube.jpg|Colore emesso da un tubo riempito di [[Elioelio]]: '''arancione''' ([[temperatura di colore]]).

File:NeTube.jpg|Colore emesso da un tubo riempito di [[Neonneon]]: '''rosso'''

File:ArTube.jpg|Colore emesso da un tubo riempito di [[Argonargon]]: '''viola'''

File:KrTube.jpg|Colore emesso da un tubo riempito di [[Kriptonkripton]]: '''rosa'''

File:XeTube.jpg|Colore emesso da un tubo riempito di [[Xenoxeno]]: '''blu'''

</gallery>

La modalità più semplice per generare un plasma consiste nell’applicarenell'applicare un [[campo elettromagnetico]] sufficientemente intenso a una miscela gassosa. Esistono diverse classificazioni che dipendono dalle condizioni operative utilizzate per la generazione del plasma. Esistono infatti delle distinzioni in funzione di:

* [[Pressione]] del [[gas]]

* Tipo di sorgente

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* Il grado di magnetizzazione

Per quanto riguarda la pressione, si effettua una distinzione tra bassa pressione, media pressione e pressione atmosferica. Nel primo caso la miscela gassosa ha una pressione inferiore ai 10 [[Torr|mTorr]] (~1 [[Pascal (unità di misura)|Pa]]), mentre nel secondo caso l’ordinel'ordine di grandezza è di 10⁰ Torr (~100 Pa). Un tipico esempio di plasma generato artificialmente a bassa pressione è costituito dalle [[lampade al neon]]. Il plasma a pressione atmosferica (760 Torrtorr o {{formatnum:101325}} Pa) viene invece utilizzato a livello industriale per la produzione di [[Ozonoozono]] (O3O₃) da un flusso di [[ossigeno]] (O2O₂) puro.

Diversi tipi di sorgente possono essere utilizzati: [[corrente continua]] (Direct Current - DC), [[corrente alternata]] con [[radiofrequenze]] (3 kHz – 300 GHz), sorgenti pulsate e [[microonde]].<ref name="Braithwaite">{{Cita pubblicazione|cognome1=Braithwaite |nome1=N St J |titolo=Introduction to gas discharges |rivista=Plasma Sources Science and Technology |data=1º novembre 2000 |volume=9 |numero=4 |pp=517–527 |doi=10.1088/0963-0252/9/4/307}}</ref>

Un importante parametro che caratterizza il plasma è la temperatura del gas di background, cioè la temperatura della miscela di [[molecole]] neutre. È infatti possibile effettuare una distinzione tra [[Plasma non termico|plasma freddo]] e di alta temperatura. Un plasma ‘freddo’‘freddo' è caratterizzato da temperature che variano tra quella atmosferica e circa 10001&nbsp;000 K, mentre la temperatura degli elettroni, che dipende dall’intensitàdall'intensità del campo elettromagnetico, è generalmente dell’ordinedell'ordine dei 10⁴ K (10⁰-10¹ eV). Data la grande differenza tra i due valori, spesso ci si riferisce a questa situazione con il termine ‘[[Plasma non termico|plasma di non-equilibrio]]’'.

Un'altra caratteristica del plasma è il suo grado di ionizzazione. Viene definito come il rapporto tra la densità delle molecole ionizzate e quella totale. Si può distinguere tra plasma debolmente, parzialmente o completamente ionizzato. Esistono due principali tipologie di processi collisionali: ioni-elettroni e molecole neutre-elettroni. Le prime sono generalmente più frequenti per via delle forze elettrostatiche ([[forza di Coulomb]]). In un plasma debolmente o parzialmente ionizzato i principali processi collisionali coinvolgono molecole neutre ed elettroni, mentre un plasma completamente ionizzato è dominato da collisioni tra ioni ed elettroni. Per quest’ultimoquest'ultimo caso non è necessario che il grado di ionizzazione sia unitario, perché anche una miscela che raggiunge il valore di 0.,01% può essere considerate completamente ionizzata.

L’elettronegativitàL'elettronegatività di un plasma è definita in maniera analoga al grado di ionizzazione, cioè come il rapporto tra la densità degli [[ioni]] negativi e la densità di elettroni. La presenza di ioni carichi negativamente all’internoall'interno di una miscela gassosa è una conseguenza della predisposizione di alcuni atomi/molecole di attrarre elettroni e “catturarli”"catturarli" (attachment). Affinché un gas possa essere considerato elettronegativo la densità degli ioni negativi deve essere indicativamente 3tre volte superiore a quella degli elettroni per miscele a basse pressioni (300 per gas a pressioni più elevate).<ref>{{Cita pubblicazione|cognome1=Franklin |nome1=R N |titolo=Electronegative plasmas why are they so different? |rivista=Plasma Sources Science and Technology |data=1º agosto 2002 |volume=11 |numero=3A |pp=A31–A37 |doi=10.1088/0963-0252/11/3A/304}}</ref>

Un 'ulteriore classificazione è realizzabile in base alla configurazione geometrica della strumentazione. Gli [[elettrodi]] per la generazione del plasma possono essere costituiti per esempio da due lastre piane parallele, due cilindri coassiali, una lastra piana e un elettrodo cilindrico perpendicolare ada essa.

===Produzione di un plasma===

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I: Transizione ad arco elettrico<br/>

J-K: [[arco elettrico]]<br/>

'''Tratto A-D: scarica oscura''';<br/>

'''Tratto F-H: scarica a bagliore''';<br/>

'''Tratto I-K: scarica ad arco''';|463x463px]]

La [[Curve di Paschen|legge di Paschen]] stabilisce il legame tra la tensione di "''breakdown''" per cui si forma il plasma ede il prodotto tra pressione e distanza degli elettrodi. La curva ha un minimo che dipende dal gas presente. Per esempio, per ionizzare gas Argonargon in un tubo lungo un metro e mezzo alla pressione di {{M|1|e=-2|ul=mbar}}, occorrono circa {{M|800|ul=V}}.

Una miscela gassosa posta tra le piastre di un [[condensatore (elettrotecnica)|condensatore]] si comporta come un [[isolante elettrico]]. Applicando una tensione crescente ada una piastra, si raggiungerà ada un certo punto la situazione in cui il gas cambia comportamento, abbandonando la caratteristica di isolante e cominciando a condurre cariche elettriche. Questo fenomeno prende il nome di “breakdown”"breakdown". La corrente elettrica che si genera nel gas in funzione della tensione applicata ha un comportamento complesso (riportato nella figura a lato). Inizialmente, anche a tensioni molto basse, si generano piccole scariche casuali. Questo possono essere innescate da [[raggi cosmici]] oppure dalla presenza di micro-asperità sulle superfici del condensatore che intensificano localmente il campo elettrico.<ref name="Braithwaite" />

Aumentando la tensione applicata si osserva un aumento della corrente fino al raggiungimento di un valore di saturazione. Questa regione (A-D nella figura a lato) prende il nome di scarica oscura (“Dark"Dark Discharge”Discharge"). Un certo numero di elettroni vengoviene emessiemesso dalla piastra carica del condensatore e, procedendo verso l’altral'altra piastra, urtano le molecole del gas dando luogo ad alcune reazioni di ionizzazione. Le scariche che si formano non sono in grado di auto-sostenersi finché non viene raggiunto il punto D del grafico. In questo regime, una condizione di equilibrio viene raggiunta: un elettrone emesso dall’elettrododall'elettrodo è in grado di ionizzare in media una molecola e lo ione generato raggiunge l’elettrodol'elettrodo emettendo un altro elettrone. Descrivendo più nel dettaglio questa condizione, si ha:

# Un elettrone viene emesso dall’elettrododall'elettrodo.

# Questo elettrone, dopo avere percorso una certa distanza, colliderà con una molecola generando un nuovo elettrone e uno ione. Il numero di elettroni generati dal primo elettrone per successive ionizzazioni avrà un carattere esponenziale.

# Gli ioni generati dalle reazioni di ionizzazione hanno carica positiva e si spostano in direzione opposta rispetto agli elettroni.

# Ogni ione che collide con l’elettrodol'elettrodo di partenza ha una certa probabilità di emettere un nuovo elettrone che è in grado di innescare altre reazioni di ionizzazione (punto 2).

La formazione del plasma è accompagnata dalla formazione di luce: per questo si dice che la scarica passa dal regime di ''scarica oscura'' a quello di ''scarica a bagliore (glow)''. Questa transizione è contrassegnata da una diminuzione della tensione applicata ai capi del tubo, in quanto la formazione di cariche libere (elettroni e ioni) riduce la [[resistenza elettrica]] del gas.

Con l’instaurarsil'instaurarsi di un regime di “glow"glow discharge”discharge" si verificano una serie di processi collisionali diversi che portano alla generazione di una grande varietà di specie diverse: ioni, radicali e specie eccitate. Queste ultime in particolare sono specie neutre che presentano configurazioni elettroniche di non-equilibrio e possiedono un contenuto energetico superiore rispetto alle corrispettive specie neutre. Trovandosi in una condizione di non-equilibrio, queste specie tenderanno a riportarsi in una condizione di stabilità. L’energiaL'energia in eccesso viene quindi liberata sotto forma di fotoni tramite i seguenti fenomeni:

* radiazione di frenamento ([[Bremsstrahlungbremsstrahlung]]) di elettroni emessi o ricatturati da un nucleo;

* radiazione di [[linea spettrale|riga]] da parte di atomi neutri o parzialmente ionizzati.

Se a questo punto la tensione ai capi del tubo viene ulteriormente aumentata, la scarica passa dal regime di "''glow''" a quello di ''arco'': la luminosità della scarica aumenta ancora, e la tensione subisce un altro brusco calo (come nel passaggio dal regime di ''scarica oscura'' a quello di ''scarica a bagliore''). Questo regime è caratterizzato da correnti elettroniche elevate che vengono trasferite da un elettrodo all’altroall'altro con la formazione di scariche continue e visibili, chiamate archi. Le collisioni tra elettroni e molecole lungo un arco producono calore. Il riscaldamento generato fa sì che le scariche ad arco vengano considerate plasmi termici, dove il gas viene riscaldato fino al raggiungimento di temperature elevate.

Riassumendo, in un tubo rettilineo un gas ionizzato a seconda della tensione applicata e della corrente presente nel gas attraversa i seguenti regimi:

* scarica oscura;

* scarica a bagliore (glow);

* arco.

== Caratteristiche ==

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Il paragone che spesso viene usato è quello della gelatina rosa, che nel suo interno contiene particelle che singolarmente sono rosse e bianche, ma che l'occhio percepisce nella sua globalità come rosa. Come nella gelatina esiste una minima distanza spaziale per la quale è possibile vedere le particelle rosse e bianche come separate, così nel plasma esiste una scala spaziale alla quale elettroni e ioni si muovono in modo indipendente: questa minima distanza viene chiamata [[lunghezza di Debye]].

In sostanza, dentro il plasma deve essere sempre verificato che n_e&nbsp;=&nbsp;ΣZ·n_i, ossia deve essere rispettata la condizione di neutralità di carica n_e&nbsp;=&nbsp;n_i, dove n_e è la densità di elettroni, ede n_i è la densità di ioni, Z il [[numero atomico]] dello ione.

Per mantenere questa condizione, dentro il plasma si forma un campo elettrico, detto ''ambipolare'', che tende a frenare gli elettroni, e ad accelerare gli ioni<ref>{{Cita|R. Goldston e P.H. Rutherford|p.15}}.</ref> (tendenzialmente, gli elettroni sono più veloci a diffondere).

Dentro il plasma si forma un [[campo elettrico]] corrispondente all'[[energia potenziale]]:

Riga 152:

Inserendo un valore di densità tipico di un plasma da fusione<ref>{{Cita libro|autore=Weston Stacey|titolo=Fusion Plasma Physics|lingua=en|editore=Wiley VCH Verlag|anno=2005|ISBN=978-3-527-40586-2}}</ref> (per esempio, un [[Tokamak]]), si ottiene che la frequenza di plasma è dell'ordine di 10¹¹&nbsp;Hz, che è una frequenza molto elevata.

Si deduce pertanto che il campo elettrico dovuto ada eventuali disomogeneità di carica in un plasma viene suddiviso in una parte a corto raggio (le diffusioni libere nella sfera di Debye), e in una parte a lungo raggio (fenomeni collettivi come la frequenza di plasma). Se siamo tuttavia interessati a fenomeni che ''avvengono su scale spaziali più grandi della sfera di Debye e su scale temporali più lente della frequenza di plasma, il plasma può essere trattato come un fluido neutro in cui i campi elettrici (spontanei) sono nulli''.

Questo è l'approccio seguito per esempio dalla [[magnetoidrodinamica]]. Nella maggior parte dei plasmi, la lunghezza di Debye è abbastanza piccola e la frequenza di plasma abbastanza grande da soddisfare senza problemi questa condizione.

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{| class=wikitable style="text-align:center"

! Plasma

! densitàDensità<br/>(m⁻³)

! temperaturaTemperatura<br/>(eV)

! dimensioneDimensione<br/>(m)

! lunghezzaLunghezza<br/>di Debye<br/>(m)

! frequenzaFrequenza<br/>di plasma<br/>(Hz)

|-

! gasGas<br/>interstellare

| 10⁶

| 0,01

Riga 181:

| 10⁴

|- align=center

! ventoVento<br />solare

| 10⁷

| 10

Riga 188:

| {{M|3|e=4}}

|-

! coronaCorona<br/>solare

| 10¹²

| 10²

Riga 195:

| 10⁷

|-

! internoInterno<br/>del Sole

| 10³²

| 10³

Riga 202:

| 10¹⁷

|-

! plasmaPlasma<br/>termonucleare

| 10²⁰

| 10⁴

Riga 209:

| 10¹¹

|-

! scaricaScarica<br/>ad arco

| 10²⁰

| 1

Riga 216:

| 10¹¹

|-

! fulmineFulmine

| 10²⁴

| 2

Riga 223:

| 10¹²

|-

! Ionosfera

! ionosfera

| 10¹²

| 0,1

Riga 233:

=== Fenomeni dissipativi ===

Il plasma è composto di ioni ed elettroni. L'interazione tramite la [[forza di Coulomb]] fra queste specie porta ada urti (generalmente [[urto elastico|elastici]]), che sono origine di effetti dissipativi. Il primo e più importante effetto è la comparsa di [[Resistività elettrica|resistività]]. La presenza di urti di tipo coulombiano introduce una resistività, che, secondo la previsione teorica di [[Lyman Spitzer|Spitzer]] è data dalla relazione<ref>{{Cita|R. Goldston e P.H. Rutherford|p.177}}.</ref>:

:<math>\, \eta_{Spitzer} = 5 \times 10^{-5} \; \frac{Z \; \log \Lambda}{T_e^{3/2}} \; \Omega \, \mathrm{m} </math> .

Riga 239:

dove logΛ è una quantità nota come ''logaritmo di Coulomb'', ed è praticamente costante per gran parte dei plasmi di laboratorio, dove varia fra 10 e 20 in un ampio intervallo di parametri. Z è il [[numero atomico]] medio delle specie ioniche presenti nel plasma (per un plasma di [[idrogeno]], Z&nbsp;=&nbsp;1).

Inserendo i valori di un plasma di [[idrogeno]] di interesse [[fusione nucleare|fusionistico]] (T_e&nbsp;=&nbsp;10001&nbsp;000&nbsp;eV), si ricava un valore di resistività di {{Val|2e-8|u=Ω·m}}, che è un valore tipico del [[rame]] a temperatura ambiente. I plasmi sono quindi degli ottimi conduttori di corrente, e questa proprietà è tanto migliore quanto più alta è la temperatura (la temperatura compare a denominatore nella relazione di Spitzer).

=== Plasmi in campi magnetici ===

Riga 260:

La presenza del campo magnetico suddivide inoltre i plasmi in base al loro comportamento magnetico, ossia in plasmi [[diamagnetismo|diamagnetici]] e [[paramagnetismo|paramagnetici]]. Anche se il comportamento più comune per un buon conduttore è di essere diamagnetico, esistono numerosissimi esempi di plasmi paramagnetici, nei quali cioè il campo magnetico esterno viene accresciuto, e persiste per tempi molto lunghi. Questi fenomeni vengono chiamati fenomeni di [[dinamo (fisica)|dinamo]], in analogia alla [[dinamo]] in [[elettrotecnica]].

Un approccio totalmente differente al problema dei moti di un plasma in campo magnetico è fornito dalla [[magnetoidrodinamica]] o [[magnetoidrodinamica|MHD]]<ref>{{Cita libro|lingua=en|J.P. Freidberg|titolo=Ideal Magnetohydrodynamics|editore=Plenum Press|città=New York|anno=1987}}</ref>, dove il moto delle particelle in un campo elettromagnetico viene risolto a partire dall'integrazione delle [[equazioni di Navier-Stokes]] con le [[Equazioniequazioni di Maxwell]]. Nonostante la apparente semplificazione (invece di seguire il moto di un numero enorme di particelle, si segue l'evoluzione della velocità fluida del plasma, che è un [[campo di forze|campo]] tridimensionale), la MHD si presta a descrivere un numero molto vasto di fenomeni di plasma, come l'insorgere di instabilità, [[filamenti]] e [[jets]]<ref>{{Cita libro|cognome=Biskamp|nome=Dieter|titolo=Nonlinear Magnetohydrodynamics|città=Cambridge|editore=[[Cambridge University Press]]|anno=1997|ISBN=0-521-59918-0}}</ref>.

== Riassunto: gas neutro contro plasma ==

Riga 271:

|- valign=top

! Conducibilità elettrica

| ''Molto bassa''<br />&nbsp;

| ''Molto alta''

* Per molti scopi, il campo elettrico in un plasma può essere considerato come nullo (a parte il campo elettrico ambipolare). Quando una corrente fluisce nel plasma, c'è una caduta di potenziale (anche se piccola); gradienti di densità sono associati a un campo elettrico.

* La possibilità di condurre corrente elettrica fa sì che il plasma risponda molto bene a campi magnetici, formando una varietà enorme di fenomeni, come [[filamenti]], [[jets]], e [[strutture coerenti]].

* Fenomeni collettivi sono molto comuni, perché il campo elettromagnetico è un'interazione a lungo raggio.

|- valign=top