Plazma — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Plazma (оригин. PLAZMA) — российская музыкальная группа, работающая в жанрах от синти-попа и евродэнса до поп-рока^[1][2][3]. Одна из первых начала исполнять песни исключительно на английском языке для русскоговорящей аудитории^[4].

Бессменными участниками коллектива являются Роман Черницын (вокалист, композитор, автор текстов) и Максим Постельный (клавишник, бэк-вокалист, композитор, аранжировщик), в концертах также принимают участие музыканты Александр Лучков (скрипач, гитарист) и Николай Трофимов (гитарист).

Известность группа приобрела после выпуска первого сингла «Take My Love», который стал активным участником многих радийных чартов. Первые два альбома — Take My Love и 607 — были проданы тиражом более чем в 1 миллион копий. Также Plazma получила премию Попова за наибольшее количество радиоэфиров^[5].

Plazma является участником финала отборочного тура международного конкурса «Евровидение-2009», в котором исполнила композицию «Never Ending Story». Также группа подавала заявку на участие в 2007 и 2010 годах с композициями «Living in the Past» и «Mystery (The Power Within)» соответственно.

Основной состав[править | править код]

Дополнительный концертный состав[править | править код]

Студийные альбомы[править | править код]

Переиздания[править | править код]

Синглы[править | править код]

Радиосинглы[править | править код]

Данный раздел содержит примерный список радиосинглов и других песен в чартах, выпущенных с 2003 года, согласно сайту Tophit^[6]. Ранние радиосинглы/песни в чартах в списке отсутствуют, но могут быть добавлены любым участником при наличии ссылки на источник.

Дата начала ротации	Песня	Всего эфиров По состоянию на 4 октября 2019	Высшая позиция Tophit (Top Radio Hits)	Альбом
17.11.2003[7]	A Bit of Perfection	749	105	607
01.12.2003[8]	The Power of Your Spell	5 740	49	Six Zero Seven — New Version
31.05.2004[9]	Never Again	12 651	43	Black & White
08.11.2004[10]	Lonely II	25 411	63
18.04.2005[11]	One of a Kind	79 288	31
12.09.2005[12]	One Life	204 165	26
10.10.2005[13]	One Life (Red Max Mix)	2 735	—
10.04.2006[14]	Save	273 450	14
25.09.2006[15]	Black Would Be White	469 317	10
21.05.2007[16]	I Never Dreamed (That You’d Love Me)	33 002	95
24.03.2008[17]	Бумажное небо (совместно с Алёной Водонаевой)	24 437	116	—
28.07.2008[18]	Living in the Past	186 057	26	Black & White
01.12.2008[19]	Living in the Past (Nord Remix)	3 780	—	—
02.03.2009[20]	Never Ending Story	5 818	222	Indian Summer
19.10.2009[21]	The Real Song (Untitled)	6 038	209
28.12.2009[22]	Mystery (The Power Within)	550 813	31
19.04.2010[23]	Mystery (The Power Within) (совместно с Red Max)	3 779	—	—
18.07.2011[24]	Angel of Snow	73 402	50	Indian Summer
12.09.2011[25]	Angel of Snow (совместно с Paul Vine)	608	—	—
25.03.2013[26]	Black Leather Boys	12 761	171	Indian Summer
22.12.2014[27]	Lucky Rider	27 075	156
14.09.2015[28]	Tame Your Ghosts	7 129	191
18.03.2019[29]	I Believe in Love	804	—	—
09.09.2019[30]	Salvation	364	—

Цифровые синглы[править | править код]

Дата выхода	Песня	Лейбл	Альбом
04.11.2010[31]	Living in the Past (Green Noize Remix, 2ears Remix)	Musicheads Rec.	—
28.03.2012[32] [33]	Angel of Snow	TAK Music	Indian Summer
30.10.2013[34]	Black Leather Boys	Freestyle Records
15.06.2015[35]	Lucky Rider
31.08.2015[36]	Tame Your Ghosts	Zion Music
07.03.2018[37]	Rescue Me (совместно с Mish)	Студия Союз / Танцевальный рай	—
01.03.2019[38]	I Believe in Love	Первое музыкальное Издательство
06.09.2019[39]	Salvation

Промосинглы[править | править код]

Данный раздел содержит список промосинглов, выпущенных с 2017 года. Ранние промосинглы в списке отсутствуют, но могут быть добавлены любым участником при наличии ссылки на источник.

Дата выхода	Песня	Лейбл	Альбом
19.12.2017[40]	Later	Первое музыкальное Издательство, United Music Group	Indian Summer
	Dangerous
	Indian Summer
	Up In the Wind
	Brilliant Water

Полноценные видеоклипы[править | править код]

Лирик-видео[править | править код]

1. ↑ ^{1 2} Львова, Юлия Группа Plazma в Воронеже: «Писать песни на английском сложно — слишком примитивный язык». Последние свежие новости Воронежа и области — РИА Воронеж (неопр.). РИА Воронеж (29 июня 2015). Дата обращения 29 ноября 2019.
2. ↑ ^{1 2} Люмьер, Светлана Группа Plazma: про творчество, смешные казусы и умение быть самими собой (неопр.). Nevesta.Moscow. Дата обращения 29 ноября 2019.
3. ↑ Plazma (неопр.). Last.fm.
   Дата обращения 23 января 2015.
4. ↑ Кушаков, Олег Группа «Плазма» автографы до посинения (неопр.). Аргументы и факты (31 июля 2001). Дата обращения 4 марта 2009.
5. ↑ THE STORY (неопр.) (недоступная ссылка). www.plazma.ru. Дата обращения 3 марта 2009. Архивировано 12 апреля 2003 года.
6. ↑ TopHit.ru (Connecting Music & Media) — Поиск по сайту — Plazma (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
7. ↑ Plazma — A Bit Of Perfection (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
8. ↑ Plazma — Power Of Your Spell (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
9. ↑ Plazma — Never Again (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
10. ↑ Plazma — Lonely II (послушать музыку, посмотреть видеоклип)
     (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
11. ↑ Plazma — One Of A Kind (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
12. ↑ Plazma — One Life (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
13. ↑ Plazma — One Life (Red Max Mix) (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
14. ↑ Plazma — Save (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
15. ↑ Plazma — Black Would Be White (Radio Edit) (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
16. ↑ Plazma — I Never Dreamed (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
17. ↑ Plazma & Алёна Водонаева — Бумажное небо (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
18. ↑ Plazma — Living In The Past (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
19. ↑ Plazma — Living In The Past (Nord Remix) (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
20. ↑ Plazma — Never Ending Story (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
21. ↑ Plazma — The Real Song (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
22. ↑ Plazma — Mystery (The Power Within) (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
23. ↑ Plazma feat. Red Max — Mystery (The Power Within) (послушать музыку, посмотреть видеоклип)
     (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
24. ↑ Plazma — Angel Of Snow (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
25. ↑ Plazma feat. Paul Vine — Angel Of Snow (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
26. ↑ Plazma — Black Leather Boys (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
27. ↑ Plazma — Lucky Rider (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
28. ↑ Plazma — Tame Your Ghosts (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
29. ↑ Plazma — I Believe In Love (послушать музыку, посмотреть видеоклип)  (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.
30. ↑ Plazma — Salvation (послушать музыку, посмотреть видео клип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 4 октября 2019.
31. ↑ ‎‎Альбом «Living In The Past — Single» (Plazma) в Apple Music (неопр.). iTunes Store. Дата обращения 3 февраля 2019.
32. ↑ ‎Альбом «Angel Of Snow — Single» (Plazma) в Apple Music (неопр.). iTunes Store. Дата обращения 3 февраля 2019.
33. ↑ Plazma — Angel Of Snow (File, MP3, Single) (неопр.). Discogs. Дата обращения 27 января 2019.
34. ↑ Plazma — Black Leather Boys (File, MP3, Single) (неопр.). Discogs. Дата обращения 27 января 2019.
35. ↑ Plazma — Lucky Rider (File, MP3, Single) (неопр.). Discogs. Дата обращения 27 января 2019.
36. ↑ Plazma — Tame Your Ghosts (File, AAC, Single) (неопр.). Discogs. Дата обращения 27 января 2019.
37. ↑ Альбом «Rescue Me — Single» (Plazma & MISH) в Apple (неопр.). iTunes Store. Дата обращения 5 сентября 2018.
38. ↑ ‎Альбом «I Believe in Love — Single» (Plazma) в Apple Music (неопр.). iTunes Store. Дата обращения 1 марта 2019.
39. ↑ ‎Альбом «Salvation — Single» (Plazma) в Apple Music (неопр.). iTunes Store. Дата обращения 6 сентября 2019.
40. ↑ Plazma — 5 новых хитов 2018 (неопр.). Первое музыкальное Издательство, United Music Group. Meloman Music — YouTube (19 декабря 2017). Дата обращения 27 января 2019.
41. ↑ PLAZMA — Official site — Видеоклипы (неопр.). www.plazma.ru. Дата обращения 31 декабря 2014.
42. ↑ PLAZMA — Лучшие клипы — The Best Video (неопр.). Meloman Video. YouTube (21 марта 2017). Дата обращения 28 января 2019.
43. ↑ Plazma — A Bit Of Perfection (послушать музыку, посмотреть видеоклип) (неопр.). Tophit. Дата обращения 3 февраля 2019.

КОСМИЧЕСКАЯ ПЛАЗМА • Большая российская энциклопедия

КОСМИ́ЧЕСКАЯ ПЛА́ЗМА, плаз­ма (пол­но­стью или час­тич­но ио­ни­зо­ван­ный газ) в кос­мич. про­стран­ст­ве и на­се­ляю­щих его объ­ек­тах. К. п. воз­ник­ла в пер­вые мик­ро­се­кун­ды ро­ж­де­ния Все­лен­ной по­сле Боль­шо­го взры­ва и ны­не яв­ля­ет­ся наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ным со­стоя­ни­ем ве­ще­ст­ва в при­ро­де, со­став­ляя 95% от мас­сы Все­лен­ной (без учё­та тём­ной ма­те­рии и тём­ной энер­гии, при­ро­да ко­то­рых по­ка не­из­вест­на). По свой­ст­вам, за­ви­сящим от темп-ры и плот­но­сти ве­ще­ст­ва, и по на­прав­ле­ни­ям ис­сле­до­ва­ния К. п. мож­но раз­де­лить на сле­дую­щие ви­ды: кварк-глю­он­ная (ядер­ная), га­лак­ти­чес­кая (плаз­ма га­лак­тик и га­лак­тич. ядер), звёзд­ная (плаз­ма звёзд и звёзд­ных ат­мо­сфер), меж­пла­нет­ная и маг­ни­то­сфер­ная. К. п. мо­жет на­хо­дить­ся в рав­но­вес­ном и не­рав­но­вес­ном со­стоя­ни­ях, мо­жет быть иде­аль­ной и не­иде­аль­ной.

Возникновение космической плазмы

Возникновение космической плазмы в процессе эволюции Вселенной.

Со­глас­но тео­рии Боль­шо­го взры­ва, 13,7 млрд. лет на­зад ве­ще­ст­во Все­лен­ной бы­ло скон­цен­три­ро­ва­но в очень ма­лом объ­ё­ме и име­ло ог­ром­ную плот­ность (5·10⁹¹ г/см³) и темп-ру (10³² К). При чрез­вы­чай­но вы­со­ких тем­пе­ра­ту­рах, ха­рак­тер­ных для ран­них ста­дий рас­ши­рения Все­лен­ной, та­кие час­ти­цы, как, напр., W^±— и Z⁰-бо­зо­ны, от­вет­ст­вен­ные за сла­бое взаи­мо­дей­ст­вие, бы­ли без­массо­вы­ми, как и фо­то­ны (сим­мет­рия элек­тро­маг­нит­но­го и сла­бо­го взаи­мо­дей­ст­вий). Это оз­на­ча­ет, что сла­бое взаи­мо­дей­ст­вие яв­ля­лось даль­но­дей­ст­вую­щим, а ана­ло­гом са­мо­со­гла­со­ван­но­го элек­тро­маг­нит­но­го по­ля бы­ло са­мо­со­гла­со­ван­ное Ян­га – Мил­лса по­ле. Т. о., вся леп­тон­ная ком­по­нен­та ве­ще­ст­ва, уча­ст­вую­щая в сла­бом и эле­кт­ро­маг­нит­ном взаи­мо­дей­ст­ви­ях, на­хо­ди­лась в со­стоя­нии плаз­мы. Рас­пад элек­тро­сла­бо­го взаи­мо­дей­ст­вия на элек­тро­маг­нит­ное и сла­бое при Т<10¹⁵ К при­вёл к по­яв­ле­нию мас­сы у квар­ков, леп­то­нов и W^±-, Z-бо­зо­нов. Ве­ще­ст­во ока­за­лось в со­стоя­нии кварк-глю­он­ной плаз­мы (рис.) – силь­но­взаи­мо­дей­ст­вую­щей ядер­ной ма­те­рии, в ко­то­рой ос­во­бо­ж­дён­ные цвет­ные квар­ки (фун­дам. час­ти­цы ве­ще­ст­ва) и глюо­ны (кван­ты силь­но­го взаи­мо­дей­ст­вия) об­ра­зу­ют не­пре­рыв­ную сре­ду (хро­мо­плаз­му) и мо­гут рас­про­стра­нять­ся в ней как ква­зис­во­бод­ные час­ти­цы, а сла­бые взаи­мо­дей­ст­вия иг­ра­ют роль даль­но­дей­ст­вую­щих сил. При плот­но­стях ве­ще­ст­ва n>10¹⁴ г/см³, энер­ги­ях >0,1 ГэВ и ср. рас­стоя­ни­ях ме­ж­ду час­ти­ца­ми мно­го мень­ше 10^–13 см та­кая плаз­ма мо­жет быть иде­аль­ной и бес­столк­но­ви­тель­ной (дли­на сво­бод­но­го про­бе­га час­тиц мно­го боль­ше ха­рак­тер­ных раз­ме­ров сис­те­мы). Ох­ла­ж­да­ясь, квар­ки на­ча­ли груп­пи­ро­вать­ся в ад­ро­ны (ад­ро­ни­за­ция, кварк-ад­рон­ный фа­зо­вый пе­ре­ход). Осн. про­цес­са­ми в эру ад­ро­нов бы­ли ро­ж­де­ние гам­ма-кван­та­ми пар час­ти­ца – ан­ти­час­ти­ца и их по­сле­дую­щая ан­ни­ги­ля­ция. К кон­цу ад­рон­ной эры, ко­гда темп-ра сни­зи­лась до 10¹² К, а плот­ность ве­ще­ст­ва до 10¹⁴ г/см³, рож­де­ние пар ад­рон – ан­ти­ад­рон ста­ло не­воз­мож­ным, а их ан­ни­ги­ля­ция и рас­пад про­дол­жа­лись. Од­на­ко энер­гия фо­то­нов бы­ла дос­та­точ­на для ро­ж­де­ния пар леп­тон – ан­ти­леп­тон (леп­тон­ная эра).

По­сле 1 с от на­ча­ла Боль­шо­го взры­ва на­ча­лись ре­ак­ции нук­лео­син­те­за и про­ис­хо­ди­ло фор­ми­ро­ва­ние совр. К. п. Вы­со­кие плот­ность и темп-ра из­лу­че­ния не по­зво­ля­ли об­ра­зо­вы­вать­ся ней­траль­ным ато­мам; ве­ще­ст­во пре­бы­ва­ло в со­стоя­нии плаз­мы. Че­рез 300 тыс. лет по­сле Боль­шо­го взры­ва, при ох­ла­ж­де­нии до темп-ры ок. 4000 К, на­ча­лось объ­е­ди­не­ние про­то­нов и элек­тро­нов в ато­мы во­до­ро­да, дей­те­рия и ге­лия, а из­лу­че­ние пе­ре­ста­ло взаи­мо­дей­ст­во­вать с ве­ще­ст­вом. Фо­то­ны ста­ли рас­про­стра­нять­ся сво­бод­но. Они на­блю­да­ют­ся ны­не в ви­де рав­но­вес­но­го мик­ро­вол­но­во­го фо­но­во­го из­лу­че­ния (ре­лик­то­вое из­лу­че­ние). Че­рез 150 млн. – 1 млрд. лет по­сле Боль­шо­го взры­ва об­ра­зо­ва­лись пер­вые звёз­ды, ква­за­ры, га­лак­ти­ки, ско­п­ле­ния и сверх­ско­п­ле­ния га­лак­тик. Про­ис­хо­ди­ла по­втор­ная ио­ни­за­ция во­до­ро­да све­том звёзд и ква­за­ров с об­ра­зо­ва­ни­ем га­лак­ти­че­ской и звёзд­ной плаз­мы. Че­рез 9 млрд. лет про­изош­ло об­ра­зо­ва­ние меж­звёзд­но­го об­ла­ка, дав­ше­го на­ча­ло Сол­неч­ной сис­те­ме и Зем­ле.

Виды космической плазмы

За ис­клю­че­ни­ем плаз­мы ядер звёзд и ниж­них сло­ёв око­ло­пла­нет­ной плаз­мы, К. п. яв­ля­ет­ся бес­столк­но­ви­тель­ной. Вслед­ст­вие это­го функ­ции рас­пре­де­ле­ния К. п. час­то от­ли­ча­ют­ся от клас­сич. рас­пре­де­ле­ния Мак­свел­ла, т. е. мо­гут иметь пи­ки, со­от­вет­ст­вую­щие пуч­кам за­ря­жен­ных час­тиц. Для бес­столк­но­ви­тель­ной плаз­мы ха­рак­тер­но не­рав­но­вес­ное со­стоя­ние, при ко­то­ром тем­пе­ра­ту­ры про­то­нов и элек­тро­нов раз­лич­ны. Рав­но­ве­сие в бес­столк­но­ви­тель­ной К. п. ус­та­нав­ли­ва­ет­ся не че­рез столк­но­ве­ния, а че­рез воз­бу­ж­де­ние элек­тро­маг­нит­ных волн, со­гла­со­ван­ных с кол­лек­тив­ным дви­же­ни­ем за­ря­жен­ных час­тиц плаз­мы. Ти­пы волн за­ви­сят от внеш­них маг­нит­ных и элек­трич. по­лей, от кон­фи­гу­ра­ции плаз­мы и по­лей.

Мощ­ность не­рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния кос­мич. объ­ек­тов мо­жет быть мно­го боль­ше мощ­но­сти рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния, а спектр – не­план­ков­ский. Ис­точ­ни­ка­ми не­рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния яв­ля­ют­ся, напр., ква­за­ры и ра­дио­га­лак­ти­ки. В их из­лу­че­нии важ­ную роль иг­ра­ют вы­бро­сы (дже­ты) по­то­ков ре­ля­ти­ви­ст­ских элек­тро­нов или силь­но ио­ни­зо­ван­ной плаз­мы, рас­про­стра­няю­щих­ся в кос­мич. маг­нит­ных по­лях. Не­рав­но­вес­ность маг­ни­то­сфер­ной плаз­мы вбли­зи Зем­ли про­яв­ля­ет­ся так­же в ге­не­ра­ции пуч­ков за­ря­жен­ных час­тиц, что при­во­дит к ра­дио­из­лу­че­нию Зем­ли в диа­па­зо­не ки­ломет­ро­вых длин волн. Не­рав­но­вес­ные плаз­мен­ные яв­ле­ния при­во­дят к ге­не­ра­ции па­ке­тов волн и воз­ник­но­ве­нию мно­го­мас­штаб­ных плаз­мен­ных тур­бу­лент­но­стей в кос­мич. плаз­ме.

Га­лак­ти­че­ская плаз­ма име­ет боль­шую плот­ность в мо­ло­дых га­лак­ти­ках, об­ра­зую­щих­ся из сжи­маю­щих­ся про­то­з­вёзд­ных об­ла­ков ио­ни­зо­ван­но­го га­за и пы­ли. Со­от­но­ше­ние об­ще­го ко­ли­че­ст­ва звёзд­но­го и меж­звёзд­но­го ве­ще­ст­ва в га­лак­ти­ке из­ме­ня­ет­ся по ме­ре эво­лю­ции: из меж­звёзд­ной диф­фуз­ной ма­те­рии об­ра­зу­ют­ся звёз­ды, а они в кон­це сво­его эво­лю­ци­он­но­го пу­ти воз­вра­ща­ют в меж­звёзд­ное про­стран­ст­во толь­ко часть ве­ще­ст­ва; не­ко­то­рая часть его ос­та­ёт­ся в бе­лых кар­ли­ках и ней­трон­ных звёз­дах, а так­же в мед­лен­но эво­лю­цио­ни­рую­щих ма­ло­мас­сив­ных звёз­дах, воз­раст ко­то­рых срав­ним с воз­рас­том Все­лен­ной. Т. о., со вре­ме­нем ко­ли­че­ст­во меж­звёзд­но­го ве­ще­ст­ва в га­лак­ти­ке убы­ва­ет: в «ста­рых» га­лак­ти­ках кон­цен­тра­ция меж­звёзд­ной плаз­мы ни­чтож­на.

Звёзд­ная плаз­ма. Звёз­ды ти­па Солн­ца пред­став­ля­ют со­бой мас­сив­ные плаз­мен­ные ша­ро­об­раз­ные объ­ек­ты. Тер­мо­ядер­ные ре­ак­ции в яд­ре под­дер­жи­вают вы­со­кие темп-ры, ко­то­рые обес­печи­ва­ют тер­мич. ио­ни­за­цию ве­ще­ст­ва и пе­ре­ход его в со­стоя­ние плаз­мы. Вы­со­кое дав­ле­ние плаз­мы под­дер­жи­ва­ет гид­ро­ста­тич. рав­но­ве­сие. Темп-ра плаз­мы в цен­тре нор­маль­ных звёзд мо­жет дос­ти­гать 10⁹ К. Плаз­ма сол­неч­ной ко­ро­ны име­ет темп-ру ок. 2·10⁶ К и со­сре­до­то­че­на пре­им. в маг­нит­ных ар­ках, труб­ках, соз­да­вае­мых вы­хо­дя­щи­ми в ко­ро­ну маг­нит­ны­ми по­ля­ми Солн­ца.

Не­смот­ря на вы­со­кие плот­но­сти, плаз­ма звёзд обыч­но иде­аль­на за счёт вы­со­ких тем­пе­ра­тур: толь­ко в звёз­дах с ма­лы­ми мас­са­ми [⩾0,5 мас­сы Солн­ца (М_☉)] по­яв­ля­ют­ся эф­фек­ты, свя­зан­ные с не­иде­аль­но­стью плаз­мы. В центр. об­лас­тях нор­маль­ных звёзд дли­ны сво­бод­но­го про­бе­га час­тиц ма­лы, по­это­му плаз­ма в них столк­но­ви­тель­ная, рав­но­вес­ная; в верх­них сло­ях (осо­бен­но в хро­мо­сфере и ко­ро­не) плаз­ма бес­столк­но­ви­тель­ная.

В мас­сив­ных и ком­пакт­ных звёз­дах плот­ность К. п. мо­жет быть на неск. по­ряд­ков вы­ше, чем в цен­тре нор­маль­ных звёзд. Так, в бе­лых кар­ли­ках плот­ность на­столь­ко ве­ли­ка, что элек­тро­ны ока­зы­ва­ют­ся вы­ро­ж­ден­ны­ми (см. Вы­ро­ж­ден­ный газ). Ио­ни­за­ция ве­ще­ст­ва обес­пе­чи­ва­ет­ся за счёт боль­шой ки­не­тич. энер­гии час­тиц, оп­ре­де­ляе­мой фер­ми-энер­ги­ей; она же яв­ля­ет­ся при­чи­ной иде­аль­но­сти К. п. в бе­лых кар­ли­ках. Вы­ро­ж­ден­ный элек­трон­ный газ про­ти­во­дей­ст­ву­ет си­лам гра­ви­та­ции, обес­пе­чи­вая рав­но­ве­сие звез­ды.

В ней­трон­ных звёз­дах (ко­неч­ных про­дук­тах эво­лю­ции звёзд мас­сой 1,3–2 М_☉) при плот­но­стях ве­ще­ст­ва 3·10¹⁴– 2·10¹⁵ г/см³, срав­ни­мых с плот­но­стью ве­ще­ст­ва в атом­ных яд­рах, про­ис­хо­дит вы­ро­ж­де­ние не толь­ко элек­тро­нов, но и ней­тро­нов. Дав­ле­ние ней­трон­но­го вы­ро­ж­ден­но­го га­за урав­но­ве­ши­ва­ет си­лу гра­ви­та­ции в ней­трон­ных звёз­дах. Как пра­ви­ло, ней­трон­ные звёз­ды – пуль­са­ры – име­ют диа­мет­ры 10–20 км, бы­ст­ро вра­ща­ют­ся и об­ла­да­ют силь­ным маг­нит­ным по­лем ди­поль­но­го ти­па (по­ряд­ка 10¹²–10¹³ Гс на по­верх­но­сти). Маг­ни­то­сфе­ра пуль­са­ров за­пол­не­на ре­ля­ти­ви­ст­ской плаз­мой, ко­то­рая яв­ля­ет­ся ис­точ­ни­ком из­лу­че­ния элек­тро­маг­нит­ных волн.

Совр. тео­рии пред­по­ла­га­ют, что в яд­рах наи­бо­лее мас­сив­ных ней­трон­ных звёзд, воз­мож­но, су­ще­ст­ву­ет кварк-глю­он­ная плаз­ма (т. н. квар­ко­вые, или стран­ные, звёз­ды). При вы­со­ких плот­но­стях ве­ще­ст­ва в цен­трах ней­трон­ных звёзд ней­тро­ны ока­зы­ва­ют­ся рас­по­ло­жен­ны­ми вплот­ную друг к дру­гу (на рас­стоя­нии клас­сич. ра­диу­сов), бла­го­да­ря че­му квар­ки мо­гут сво­бод­но пе­ре­ме­щать­ся по всей об­лас­ти ве­ще­ст­ва. Та­кое ве­ще­ст­во мож­но рас­смат­ри­вать как квар­ко­вый газ или жид­кость.

Меж­пла­нет­ная и маг­ни­то­сфер­ная плаз­ма. Со­стоя­ние око­ло­пла­нет­ной плаз­мы, а так­же струк­ту­ра за­ни­мае­мо­го ею про­стран­ст­ва за­ви­сят от на­ли­чия собств. маг­нит­но­го по­ля у пла­не­ты и её уда­лён­но­сти от Солн­ца, в ко­ро­не ко­то­ро­го есть от­кры­тые (не замк­ну­тые) маг­нит­ные си­ло­вые ли­нии. По ним со ско­ро­стью 300–1200 км/с ис­те­ка­ет сол­неч­ный ве­тер – по­ток ио­ни­зо­ван­ных час­тиц (про­то­ны, элек­тро­ны и яд­ра ге­лия) с плот­но­стью по­ряд­ка 1–10 см^–3. Си­ло­вые ли­нии меж­пла­нет­но­го маг­нит­но­го по­ля, соз­дан­но­го то­ка­ми, те­ку­щи­ми внут­ри Солн­ца, мож­но счи­тать вмо­ро­жен­ны­ми в плаз­му сол­неч­но­го вет­ра. Собств. маг­нит­ное по­ле боль­шин­ст­ва пла­нет, как пра­ви­ло, име­ет ди­поль­ную фор­му, что спо­соб­ст­ву­ет за­хва­ту меж­пла­нет­ной плаз­мы и энер­гич­ных сол­неч­ных час­тиц в ес­теств. маг­нит­ные ло­вуш­ки. Об­те­ка­ние сол­неч­ным вет­ром маг­нит­но­го по­ля пла­не­ты при­во­дит к об­ра­зо­ва­нию маг­ни­то­сфе­ры пла­не­ты – по­лос­ти, за­пол­нен­ной плаз­мой сол­неч­но­го вет­ра и плаз­мой пла­нет­но­го про­ис­хо­ж­де­ния.

При об­те­ка­нии сверх­зву­ко­вым по­то­ком сол­неч­но­го вет­ра маг­нит­но­го по­ля Зем­ли на рас­стоя­нии 13–17 ра­диу­сов Зем­ли от её цен­тра об­ра­зу­ет­ся бес­столк­но­ви­тель­ная удар­ная вол­на, на ко­то­рой про­ис­хо­дит тор­мо­же­ние плаз­мы сол­неч­но­го вет­ра, её на­грев и уве­ли­че­ние плот­но­сти и ам­пли­ту­ды маг­нит­но­го по­ля. Бли­же к пла­не­те рас­по­ла­га­ет­ся маг­ни­то­пау­за – гра­ни­ца маг­ни­то­сфе­ры, где ди­на­мич. дав­ле­ние плаз­мы сол­неч­но­го вет­ра урав­но­ве­ши­ва­ет­ся дав­ле­ни­ем маг­нит­но­го по­ля Зем­ли. Маг­ни­то­сфе­ра Зем­ли сжа­та со сто­ро­ны на­ле­таю­ще­го по­то­ка на днев­ной сто­ро­не и силь­но вы­тя­ну­та в ноч­ном на­прав­ле­нии, фор­мой на­по­ми­ная хвост ко­ме­ты (т. н. маг­ни­то­сфер­ный хвост).

В за­ви­си­мо­сти от ве­ли­чи­ны маг­нит­ного по­ля маг­ни­то­сфе­ры пла­нет мо­гут иметь разл. строе­ние, ко­то­рое тем ком­пакт­нее, чем мень­ше собств. маг­нит­ное по­ле пла­не­ты. Маг­ни­то­сфе­ра Зем­ли вклю­ча­ет ио­но­сфе­ру (верх­нюю ат­мо­сфе­ру на вы­со­тах от 60 км и вы­ше, где плаз­ма силь­но ио­ни­зо­ва­на под дей­ст­ви­ем сол­неч­но­го ко­рот­ко­вол­но­во­го из­лу­че­ния) с плот­но­стью час­тиц 10²–10⁶ см^–3, плаз­му ра­диа­ци­он­ных поя­сов Зем­ли с плот­но­стью по­ряд­ка 10⁷ см^–3, плаз­мо­сфе­ру с плот­но­стью по­ряд­ка 10²–10⁴ см^–3 на рас­стоя­ни­ях до не­сколь­ких ра­диу­сов Зем­ли и плаз­му маг­ни­то­сфер­но­го хво­ста со ср. плот­но­стью по­ряд­ка 1 см^–3.

Плаз­ма сол­неч­но­го вет­ра про­ни­ка­ет в маг­ни­то­сфе­ру в об­лас­ти «ра­зомк­ну­тых» маг­нит­ных си­ло­вых ли­ний (по­ляр­ных кас­пов), в об­лас­тях пе­ре­со­еди­не­ния зем­но­го и меж­пла­нет­но­го маг­нит­ных по­лей на маг­ни­то­пау­зе, вслед­ст­вие маг­ни­то­гид­ро­ди­на­ми­че­ских (МГД) эф­фек­тов и плаз­мен­ных не­ус­той­чи­во­стей. Часть про­ник­шей в маг­ни­то­сфе­ру плаз­мы по­пол­ня­ет ра­диа­ци­он­ные поя­са пла­не­ты и плаз­мен­ный слой маг­ни­то­сфер­но­го хво­ста. Про­ник­но­ве­ние плаз­мы внутрь маг­ни­то­сфе­ры и её вы­сы­па­ние в верх­ние слои ат­мо­сфе­ры и ио­но­сфе­ры яв­ля­ют­ся при­чи­ной по­ляр­ных сия­ний.

В Сол­неч­ной сис­те­ме маг­ни­то­сфе­ры име­ют­ся прак­ти­че­ски у всех пла­нет. Зем­ля и пла­не­ты-ги­ган­ты (Юпи­тер, Са­турн, Уран, Неп­тун) об­ла­да­ют наи­бо­лее силь­ны­ми собств. маг­нит­ны­ми по­ля­ми, са­мое сла­бое маг­нит­ное по­ле име­ет Марс, у Ве­не­ры и Лу­ны собств. маг­нит­ное поле прак­ти­че­ски от­сут­ст­ву­ет. Маг­ни­то­сфер­ная плаз­ма пла­нет яв­ля­ет­ся бес­столк­но­ви­тель­ной. Ре­лак­са­ция по энер­ги­ям и им­пуль­сам в та­кой плаз­ме про­ис­хо­дит че­рез воз­бу­ж­де­ние мно­го­об­раз­ных ко­ле­ба­ний и волн. В плаз­ме хво­ста маг­ни­то­сфе­ры Зем­ли от­сут­ст­ву­ет тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сие: элек­трон­ная темп-ра в 3–8 раз мень­ше ион­ной.

Маг­ни­то­сфе­ры пла­нет силь­но из­мен­чи­вы, что свя­за­но с из­мен­чи­во­стью меж­пла­нет­но­го маг­нит­но­го по­ля и по­то­ка энер­гии, по­сту­паю­ще­го из сол­неч­но­го вет­ра внутрь маг­ни­то­сфе­ры бла­го­да­ря пе­ре­со­еди­не­нию маг­нит­ных си­ло­вых ли­ний на маг­ни­то­пау­зе. Наи­бо­лее силь­ные маг­ни­то­сфер­ные воз­му­ще­ния – маг­нит­ные бу­ри свя­за­ны с при­хо­дом к Зем­ле плаз­мен­ных об­ла­ков при мощ­ных вы­бро­сах плаз­мы из ко­ро­ны Солн­ца.

Методы исследования космической плазмы

К. п. уда­лён­ных объ­ек­тов ис­сле­ду­ет­ся дис­тан­ци­он­ны­ми спек­траль­ны­ми ме­то­да­ми с по­мо­щью оп­тич. те­ле­ско­пов, ра­дио­те­ле­ско­пов, вне­ат­мо­сфер­ных рент­ге­нов­ских и гам­ма-те­ле­ско­пов. С по­мощью при­бо­ров, ус­та­нов­лен­ных на ра­ке­тах, спут­ни­ках и КА, бы­ст­ро рас­ши­ря­ет­ся ко­ли­че­ст­во пря­мых из­ме­ре­ний па­ра­мет­ров К. п. в пре­де­лах Сол­неч­ной сис­те­мы (ис­сле­до­ва­ния Мер­ку­рия, Ве­не­ры, Мар­са, Юпи­те­ра и др. пла­нет). Ме­то­ды ис­сле­до­ва­ния вклю­ча­ют в се­бя ис­поль­зо­ва­ние зон­до­вых из­ме­ре­ний, вол­но­вой низ­ко- и вы­со­ко­час­тот­ной спек­тро­мет­рии, из­ме­ре­ний маг­нит­ных и элек­трич. по­лей. Ве­дут­ся ис­сле­до­ва­ния ра­ди­ац. поя­сов Зем­ли, сол­неч­но­го вет­ра, бес­столк­но­ви­тель­ной удар­ной вол­ны маг­ни­то­сфе­ры Зем­ли, хво­ста маг­ни­то­сфе­ры, по­ляр­ных сия­ний, ки­ло­мет­ро­во­го из­лу­че­ния Зем­ли и т. д. Совр. кос­мич. тех­ни­ка по­зво­ля­ет про­во­дить т. н. ак­тив­ные экс­пе­ри­мен­ты в кос­мо­се – ак­тив­но воз­дей­ст­во­вать на око­ло­зем­ную К. п. ра­дио­из­лу­че­ни­ем, пуч­ка­ми за­ря­жен­ных час­тиц, плаз­мен­ны­ми сгу­ст­ка­ми и т. п. Эти ме­то­ды ис­поль­зу­ют­ся для ди­аг­но­сти­ки и мо­де­ли­ро­ва­ния ес­теств. про­цес­сов в ре­аль­ных ус­ло­ви­ях.

В зем­ных ус­ло­ви­ях кварк-глю­он­ную плаз­му ста­ло воз­мож­ным ис­сле­до­вать на кол­лай­де­рах при столк­но­ве­нии пуч­ков ре­ля­ти­ви­ст­ских тя­жё­лых ио­нов [ЦЕРН, Швей­ца­рия; RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider), США].

Для К. п. ха­рак­тер­но су­ще­ст­во­ва­ние маг­ни­то­гид­ро­ди­на­мич. волн, ко­то­рые при боль­ших ам­пли­ту­дах силь­но не­ли­ней­ны и мо­гут иметь фор­му со­ли­то­нов или удар­ных волн. Об­щая тео­рия не­ли­ней­ных волн по­ка от­сут­ст­ву­ет. За­да­ча о вол­нах ма­лой ам­пли­ту­ды ре­ша­ет­ся до кон­ца ме­то­дом ли­неа­ри­за­ции урав­не­ний со­стоя­ния плаз­мы. Для опи­са­ния столк­но­ви­тель­ной К. п. обыч­но ис­поль­зу­ет­ся МГД-при­бли­же­ние (см. Маг­нит­ная гид­ро­ди­на­ми­ка). Рас­про­стра­не­ние волн и мел­ко­мас­штаб­ные струк­ту­ры в бес­столк­но­ви­тель­ной К. п. опи­сы­ва­ют­ся сис­те­ма­ми урав­не­ний Вла­со­ва – Мак­свел­ла для элек­тро­маг­нит­ных по­лей и плаз­мы. Од­на­ко, ко­гда те­п­ло­вое дви­же­ние за­ря­жен­ных час­тиц не­суще­ст­вен­но, а мас­шта­бы сис­те­мы ве­ли­ки по срав­не­нию с лар­мо­ров­ским ра­диу­сом (ха­рак­тер­ным мас­шта­бом враще­ния заряженных час­тиц в маг­нитном по­ле), в бес­столк­но­витель­ной плаз­ме так­же ис­поль­зу­ет­ся МГД-при­бли­же­ние.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА • Большая российская энциклопедия

НИЗКОТЕМПЕРАТУ́РНАЯ ПЛА́ЗМА, иони­зо­ван­ный газ, со­стоя­щий из элек­тро­нов, ио­нов и ней­траль­ных час­тиц, у ко­то­ро­го ср. энер­гия элек­тро­нов мень­ше ха­рак­тер­но­го по­тен­циа­ла ио­ни­за­ции ато­ма (<10 эВ). Темп-pa Н. п. обыч­но не пре­вы­ша­ет 10⁵ К. Плаз­ма с темп-рой >10⁶-10⁷ К на­зы­ва­ет­ся вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной. Обыч­но Н. п. ио­ни­зо­ва­на сла­бо, т. е. чис­ло ней­траль­ных ато­мов и моле­кул зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет чис­ло элек­тро­нов и ио­нов. От­но­ше­ние чис­ла ио­ни­зо­ван­ных ато­мов к их пол­но­му чис­лу в еди­ни­це объ­ё­ма на­зы­ва­ет­ся сте­пе­нью ио­ни­за­ции плаз­мы. В со­от­вет­ст­вии с фи­зич. свой­ст­ва­ми Н. п. мо­жет быть ста­цио­нар­ной или не­ста­цио­нар­ной, рав­но­вес­ной или не­рав­но­вес­ной, иде­аль­ной или не­иде­аль­ной.

Ста­цио­нар­ная Н. п. об­ла­да­ет су­ще­ст­вен­но бо́льшим вре­ме­нем жиз­ни по срав­не­нию со вре­ме­нем ре­лак­са­ции в ней. Вре­мя жиз­ни не­ста­цио­нар­ной (им­пульс­ной) Н. п. оп­ре­де­ля­ет­ся вре­ме­нем ус­та­нов­ле­ния рав­но­ве­сия в плаз­ме и внеш­ни­ми ус­ло­вия­ми. Плаз­ма, вре­мя жиз­ни ко­то­рой не­зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет ха­рак­тер­ное вре­мя про­цес­сов ре­лак­са­ции, на­зы­ва­ет­ся ква­зи­ста­цио­нар­ной.

Ес­ли темп-ры элек­тро­нов, ио­нов и ней­траль­ных час­тиц сов­па­да­ют и сте­пень ио­ни­за­ции со­от­вет­ст­ву­ет тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сию, то плаз­ма на­зы­ва­ет­ся рав­но­вес­ной. В Н. п. лег­ко соз­да­ют­ся не­рав­но­вес­ные ус­ло­вия: под воз­дей­ст­ви­ем внеш­них элек­трич. по­лей за­ря­жен­ные час­ти­цы ус­ко­ря­ют­ся, а за­тем от­да­ют энер­гию час­ти­цам га­за при столк­но­ве­ни­ях. В та­ком слу­чае ср. энер­гия за­ря­жен­ных час­тиц мо­жет зна­чи­тель­но от­ли­чать­ся от те­п­ло­вой энер­гии ней­траль­ных час­тиц. Осо­бен­но это от­но­сит­ся к элек­тро­нам, ко­то­рые из-за ма­лой мас­сы не­эф­фек­тив­но об­ме­ни­ва­ют­ся энер­ги­ей при уп­ру­гом столк­но­ве­нии с ней­траль­ны­ми час­ти­ца­ми га­за. При этом не толь­ко ср. энер­гия элек­тро­нов, но и вид их рас­пре­де­ле­ния по энер­ги­ям мо­жет су­ще­ст­вен­но от­ли­чать­ся от рав­но­вес­но­го. Не­рав­но­вес­ной яв­ля­ет­ся плаз­ма тлею­ще­го раз­ря­да и плаз­ма ду­го­во­го раз­ря­да низ­ко­го дав­ле­ния.

Рав­но­вес­ная плаз­ма обыч­но реа­ли­зу­ет­ся в га­зе при вы­со­ком дав­ле­нии, где столк­но­ве­ния час­тиц про­ис­хо­дят час­то и ско­рость ус­та­нов­ле­ния рав­но­ве­сия от­но­си­тель­но ве­ли­ка. При­ме­ра­ми та­кой плаз­мы яв­ля­ют­ся плаз­ма ду­го­во­го раз­ря­да при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии, плаз­ма ис­кро­во­го раз­ря­да или мол­нии в ат­мо­сфе­ре.

Плаз­ма счи­та­ет­ся иде­аль­ной, ес­ли ср. ки­не­тич. энер­гия за­ря­жен­ных час­тиц $(3/2)kТ$ мно­го боль­ше ср. энер­гии взаи­мо­дей­ст­вия час­ти­цы с ок­ру­жаю­щи­ми час­ти­ца­ми: $(3/2)kT≫e^2/r_D$, где $e$ – за­ряд элек­тро­на, $T$ – темп-pa элек­тро­нов и ио­нов, $k$ – по­сто­ян­ная Больц­ма­на, $r_D=(kT/4πn_ee^2)^{1/2}$ – де­ба­ев­ский ра­ди­ус эк­ра­ни­ро­ва­ния ($n_e$ – плот­ность элек­тро­нов). Иде­аль­ную плаз­му мож­но оп­ре­де­лить так­же как плаз­му, в ко­то­рой чис­ло за­ря­жен­ных час­тиц в сфе­ре с де­ба­ев­ским ра­диу­сом ве­ли­ко. Кри­те­ри­ем иде­аль­но­сти плаз­мы яв­ля­ет­ся ус­ло­вие $μ=1/(n_er_D^3)≪1$, где $μ$ – па­ра­метр иде­аль­но­сти.

В не­иде­аль­ной плаз­ме, в ко­то­рой энер­гия взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц со­пос­та­ви­ма с их ки­не­тич. энер­ги­ей или пре­вы­ша­ет её (пол­но­стью ио­ни­зо­ван­ная плаз­ма), с боль­шой ско­ро­стью про­ис­хо­дит ре­ком­би­на­ция ио­нов и элек­тро­нов. Плот­ность за­ря­жен­ных час­тиц су­ще­ст­вен­но па­да­ет, их темп-pa по­вы­ша­ет­ся, и плаз­ма пе­ре­ста­ёт быть не­иде­аль­ной.

Способы создания низкотемпературной плазмы

По спо­со­бам по­лу­че­ния и ис­поль­зо­ва­ния Н. п. мож­но раз­де­лить на га­зо­раз­ряд­ную, пуч­ко­вую, фо­то­ре­зо­нанс­ную, ла­зер­ную, ио­но­сфер­ную, сол­неч­ную, кос­ми­че­скую. В Н. п. по­те­ри за­ря­жен­ных час­тиц свя­за­ны с ре­ком­би­на­ци­ей элек­тро­нов и ио­нов и с ухо­дом за­ря­жен­ных час­тиц на стен­ки ка­ме­ры или за пре­де­лы за­ни­мае­мо­го объ­ё­ма. Для под­дер­жа­ния су­ще­ст­во­ва­ния плаз­мы не­об­хо­ди­мы про­цес­сы ио­ни­за­ции.

Наи­бо­лее из­вест­ный и про­стой спо­соб по­лу­че­ния Н. п. – га­зо­раз­ряд­ный. Плаз­ма соз­да­ёт­ся в ре­зуль­та­те про­те­ка­ния в га­зе элек­трич. то­ка ме­ж­ду элек­тро­дами, к ко­то­рым при­ло­же­на по­сто­ян­но под­дер­жи­вае­мая раз­ность по­тен­циа­лов. Мо­гут быть реа­ли­зо­ва­ны разл. ти­пы га­зо­во­го раз­ря­да (см. Элек­три­че­ские раз­ря­ды в га­зах) в за­ви­си­мо­сти от кон­ст­рук­ции га­зо­раз­ряд­ной ка­ме­ры и ис­поль­зуе­мых для соз­да­ния раз­ря­да элек­трич. или элек­тро­маг­нит­ных по­лей.

Га­зо­раз­ряд­но­му спо­со­бу соз­да­ния Н. п. по­доб­но по­лу­че­ние её при элек­трич. про­бое га­за под дей­ст­ви­ем раз­но­сти по­тен­циа­лов, при­ло­жен­ной к элек­тро­дам. В этом слу­чае по­лу­ча­ют им­пульс­ную плаз­му, ко­то­рая рас­па­да­ет­ся, как толь­ко кон­ден­са­тор раз­ря­дит­ся. По­доб­ное яв­ле­ние име­ет ме­сто в при­зем­ной ат­мо­сфе­ре: мол­ния – про­бой га­за ме­ж­ду об­ла­ка­ми или ме­ж­ду об­ла­ком и зем­лёй во вре­мя гро­зы.

Под дей­ст­ви­ем ре­зо­нанс­но­го из­лу­че­ния об­ра­зу­ет­ся т. н. фо­то­ре­зо­нанс­ная плаз­ма. Энер­гия фо­то­нов ре­зо­нанс­но­го из­лу­че­ния сов­па­да­ет с энер­ги­ей воз­бу­ж­де­ния ато­мов или мо­ле­кул га­за. Об­ра­зуе­мые при по­гло­ще­нии ре­зо­нанс­ных фо­то­нов воз­бу­ж­дён­ные ато­мы или мо­ле­ку­лы при даль­ней­ших столк­но­ве­ни­ях ио­ни­зу­ют­ся. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка ре­зо­нанс­но­го из­лу­че­ния ис­поль­зу­ет­ся раз­ряд­ная лам­па или пе­ре­страи­вае­мый по час­то­те ла­зер. Этот спо­соб ге­не­ра­ции плаз­мы по­зво­ляет лег­ко ре­гу­ли­ро­вать её па­ра­мет­ры, по­это­му фо­то­ре­зо­нанс­ная плаз­ма при­ме­ня­ет­ся при соз­да­нии плаз­мен­ных не­ли­ней­ных оп­тич. эле­мен­тов для пре­об­ра­зо­ва­ния и ста­би­ли­за­ции час­то­ты ла­зер­но­го из­лу­че­ния, а так­же для соз­да­ния ис­точ­ни­ков ио­нов раз­но­го сор­та, акус­тич. ис­точ­ни­ков и т. д.

Ла­зер­ная плаз­ма об­ра­зу­ет­ся при взаи­мо­дей­ст­вии ла­зер­но­го из­лу­че­ния с по­верх­но­стью, га­зом или кла­стер­ным пуч­ком. В за­ви­си­мо­сти от ус­ло­вий воз­никают разл. ти­пы ла­зер­ной плаз­мы. В ча­ст­но­сти, фем­то­се­кунд­ная ла­зер­ная плаз­ма соз­да­ёт­ся при об­лу­че­нии по­верх­но­сти или пуч­ка кла­сте­ров сфо­ку­си­ро­ван­ным мощ­ным ла­зер­ным им­пуль­сом, на­пря­жён­ность элек­трич. по­ля ко­то­ро­го зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет внут­ри­атом­ное по­ле. Об­ра­зуе­мая ко­рот­ко­жи­ву­щая плаз­ма со­сто­ит из элек­тро­нов и мно­го­за­ряд­ных ио­нов и яв­ля­ет­ся ис­точ­ни­ком рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния. Фем­то­се­кунд­ная ла­зер­ная плаз­ма с уча­сти­ем кла­сте­ров дей­те­рия ис­поль­зу­ет­ся для ге­не­ра­ции ней­тро­нов.

Пуч­ко­вая плаз­ма воз­ни­ка­ет при про­хо­ж­де­нии че­рез газ пуч­ка элек­тро­нов с энер­ги­ей в неск. со­тен кэВ. Та­кие бы­ст­рые элек­тро­ны из элек­трон­ной пуш­ки на­прав­ля­ют­ся в ла­бо­ра­тор­ную ус­та­нов­ку, со­дер­жа­щую газ при бо­лее вы­со­ких дав­ле­ни­ях. Воз­ни­каю­щие при ио­ни­за­ции ато­мов или ио­нов вто­рич­ные элек­тро­ны име­ют энер­гию, в неск. раз пре­вы­шаю­щую по­тен­ци­ал их ио­ни­за­ции. Да­лее ис­поль­зу­ет­ся энер­гия этих вто­рич­ных элек­тро­нов, по­это­му кпд уст­ройств, воз­бу­ж­дае­мых элек­трон­ным пуч­ком, дос­та­точ­но ве­лик. Напр., кпд мо­ле­ку­ляр­ных, хи­мич. и эк­си­мер­ных ла­зе­ров, воз­бу­ж­дае­мых элек­трон­ным пуч­ком, пре­вы­ша­ет 10%. Од­на­ко осн. дос­то­ин­ст­во воз­бу­ж­де­ния плаз­мы элек­трон­ным пуч­ком – воз­мож­ность бы­ст­ро­го под­во­да энер­гии. Ха­рак­тер­ные вре­ме­на воз­бу­ж­де­ния плаз­мы элек­трон­ным пуч­ком по­ряд­ка 10^–9 с.

Н. п. мо­жет быть по­лу­че­на под дей­ст­ви­ем жё­ст­ко­го элек­тро­маг­нит­но­го из­луче­ния, ио­ни­зую­ще­го газ (ио­но­сфе­ра Зем­ли и др. пла­нет), в ре­зуль­та­те про­хож­де­ния пуч­ка ио­нов или ней­тро­нов че­рез газ. Н. п. мож­но соз­дать с ис­поль­зо­ва­ни­ем ра­дио­ак­тив­ных ис­точ­ни­ков; в пла­мё­нах за­ря­жен­ные час­ти­цы об­ра­зу­ют­ся в ре­зуль­та­те про­цес­сов хе­мио­ни­за­ции.

Процессы в низкотемпературной плазме

В Н. п. про­ис­хо­дят эле­мен­тар­ные про­цес­сы воз­бу­ж­де­ния, ио­ни­за­ции, ре­ком­би­на­ции за­ря­жен­ных час­тиц, хи­мич. про­цес­сы с уча­сти­ем этих час­тиц, воз­бу­ж­дён­ных ато­мов и мо­ле­кул, про­цес­сы пе­ре­но­са за­ря­жен­ных и воз­бу­ж­дён­ных час­тиц, про­цес­сы пе­ре­но­са энер­гии за счёт те­п­ло­про­вод­но­сти, кон­век­ции, а так­же вол­но­вые про­цес­сы. По­след­ние мо­гут при­вес­ти к не­ус­той­чи­во­стям, об­ра­зо­ва­нию плаз­мен­ных струк­тур (стра­ты, до­ме­ны), кон­трак­ции га­зо­раз­ряд­ной плаз­мы и т. д.

Раз­но­об­ра­зие эле­мен­тар­ных про­цес­сов в плаз­ме мож­но ви­деть на при­ме­ре про­цес­сов ио­ни­за­ции, ко­то­рые при­во­дят к об­ра­зо­ва­нию сво­бод­ных элек­тро­нов в плаз­ме. Это мо­гут быть: пря­мая ио­ни­за­ция ато­мов га­за при столк­но­ве­нии с элек­тро­ном ($e+A→2e+A^+$; здесь $e$ – элек­трон, $A$ – атом, $A^+$ – ион), сту­пен­ча­тая ио­ни­за­ция с уча­сти­ем воз­бу­ж­дён­ных ато­мов $A^*\; (e+ A^*→ 2e+ A^+)$, про­цесс Пен­нин­га при столк­но­ве­нии ме­та­ста­биль­но­го ато­ма с энер­ги­ей воз­бу­ж­де­ния, пре­вы­шаю­щей по­тен­ци­ал ио­ни­за­ции парт­нё­ра по столк­но­ве­нию $(A^*+B→e+A+B^+)$, ас­со­циа­тив­ная ио­ни­за­ция с об­ра­зо­ва­ни­ем мо­ле­ку­ляр­но­го ио­на $(A^*+ B→ e+ AB^+)$, фо­то­ио­ни­за­ция $(γ+ A→ 3e+A^+)$ и т. д. Мно­го­об­ра­зие про­цес­сов соз­да­ния и эво­лю­ции плаз­мы за­ви­сит от ус­ло­вий её су­ще­ст­во­ва­ния.

Вол­но­вые свой­ст­ва Н. п., оп­ре­де­ляе­мые элек­тро­на­ми и ио­на­ми, не за­ви­сят от при­сут­ст­вия ато­мов или мо­ле­кул в си­лу даль­но­дей­ст­вую­ще­го ха­рак­те­ра взаи­мо­дей­ст­вия за­ря­жен­ных час­тиц. В од­но­род­ной Н. п. име­ют­ся две вет­ви ко­ле­ба­ний: плаз­мен­ные ко­ле­ба­ния, оп­ре­де­ляе­мые дви­же­ни­ем элек­тро­нов и плаз­мен­ной час­то­той $ω_р=(4πn_ee^2/m_e)^{1/2}$ ($m_e$ – мас­са элек­тро­на), и ион­но-зву­ко­вые ко­ле­ба­ния, оп­ре­де­ляе­мые пе­ре­ме­ще­ни­ем ио­нов. Эти ти­пы ко­ле­ба­ний раз­ли­ча­ют­ся из-за раз­ной мас­сы элек­тро­нов и ио­нов. В не­од­но­род­ной Н. п., а так­же и в од­но­род­ной при на­ли­чии внеш­них по­лей воз­ни­ка­ют но­вые ти­пы ос­цил­ля­ций. Напр., в од­но­род­ной Н. п., на­хо­дя­щей­ся в по­сто­ян­ном маг­нит­ном по­ле, воз­ни­ка­ют маг­ни­тоз­ву­ко­вые вол­ны и маг­ни­то­гид­ро­ди­на­мич. вол­ны (аль­ве­нов­ские вол­ны), рас­про­стра­няю­щие­ся со­от­вет­ст­вен­но по­пе­рёк и вдоль маг­нит­ных си­ло­вых ли­ний. К ним сле­ду­ет до­ба­вить цик­ло­трон­ные вол­ны, со­от­вет­ст­вую­щие вра­ще­нию элек­тро­нов или ио­нов в маг­нит­ном по­ле (см. Вол­ны в плаз­ме). Из-за сме­ши­ва­ния раз­ных ти­пов ко­ле­ба­ний их чис­ло уве­ли­чи­ва­ет­ся. Напр., в ат­мо­сфе­ре на­блю­да­ют­ся сви­стя­щие ат­мо­сфе­ри­ки, ко­то­рые яв­ля­ют­ся сме­сью элек­тро­маг­нит­ной и цик­ло­трон­ной волн и рас­про­стра­ня­ют­ся вдоль маг­нит­ных си­ло­вых ли­ний.

Кол­лек­тив­ные яв­ле­ния влия­ют на свой­ст­ва Н. п., а не­ус­той­чи­во­сти ко­ле­ба­ний плаз­мы при­во­дят к воз­ник­но­ве­нию плаз­мен­ных струк­тур и рас­кач­ке оп­ре­де­лён­ных ти­пов волн. Ко­гда ам­пли­ту­да этих волн ста­но­вит­ся за­мет­ной, эво­лю­ция плаз­мы оп­ре­де­ля­ет­ся не­ли­ней­ны­ми про­цес­са­ми. Од­ним из при­ме­ров это­го яв­ля­ет­ся воз­ник­но­ве­ние со­ли­то­на – уе­ди­нён­ной вол­ны, пред­став­ляю­щей со­бой не гар­мо­нич. рас­пре­де­ле­ние час­тиц в про­стран­ст­ве, а вы­со­кую плот­ность час­тиц, со­сре­до­то­чен­ную в уз­кой об­лас­ти про­стран­ст­ва.

Применение низкотемпературной плазмы

Раз­но­об­раз­ное ис­поль­зо­ва­ние Н. п. оп­ре­де­ля­ет­ся про­сто­той её соз­да­ния. Га­зо­раз­ряд­ная плаз­ма при­ме­ня­ет­ся в ис­точ­ни­ках све­та, га­зо­вых ла­зе­рах, в плаз­мохи­мич. про­цес­сах и про­цес­сах очи­ст­ки га­зов, для об­ра­бот­ки по­верх­но­стей, в разл. тех­но­ло­гич. и ме­тал­лур­гич. про­цес­сах. Н. п. как ра­бо­чее те­ло ис­поль­зу­ет­ся для пре­об­ра­зо­ва­ния те­п­ло­вой энер­гии в элек­три­че­скую в маг­ни­то­гид­ро­ди­на­ми­че­ских ге­не­ра­то­рах и тер­мо­эмис­си­он­ном пре­об­ра­зо­ва­те­ле энер­гии. В плаз­мо­тро­не Н. п. вы­пол­ня­ет роль те­п­ло­носи­те­ля. Вво­ди­мая в плаз­му элек­трич. энер­гия пе­ре­да­ёт­ся элек­тро­нам, а от них – ато­мам и/или мо­ле­ку­лам га­за и на­гре­ва­ет плаз­му.

Ши­ро­кое тех­но­ло­гич. при­ме­не­ние плаз­мы обес­пе­чи­ва­ет­ся дву­мя её ка­че­ст­ва­ми. Во-пер­вых, плаз­ма яв­ля­ет­ся от­лич­ным те­п­ло­но­си­те­лем, т. к. в ней дос­ти­га­ют­ся бо­лее вы­со­кие темп-ры, чем в го­рел­ках на хи­мич. то­п­ли­ве. Во-вто­рых, в плаз­ме об­ра­зу­ет­ся мно­го ио­нов, ра­ди­ка­лов и разл. хи­ми­че­ски ак­тив­ных час­тиц, по­это­му с её по­мо­щью мож­но про­вес­ти хи­мич. про­цес­сы в объ­ё­ме или на по­верх­но­сти. По­сколь­ку макс. темп-pa в хи­мич. го­рел­ках не пре­вы­ша­ет 3000 К, их при­ме­не­ние для свар­ки и рез­ки ме­тал­лов ог­ра­ни­че­но. Ду­го­вой раз­ряд по­зво­ля­ет соз­дать плаз­му с темп-рой в 3–4 раза вы­ше, ко­то­рая при со­при­кос­но­ве­нии с ме­тал­лом рас­плав­ля­ет его. Плаз­мен­ные ме­то­ды свар­ки и рез­ки ме­тал­лов обес­пе­чи­ва­ют бо­лее вы­со­кие про­из­во­ди­тель­ность и ка­че­ст­во про­дук­та, да­ют мень­ше от­хо­дов, но тре­бу­ют бо́ль­ших за­трат энер­гии и бо­лее до­ро­го­го обо­ру­до­ва­ния.

Плаз­ма как хо­ро­ший те­п­ло­но­си­тель по­зво­ля­ет про­из­во­дить тер­мич. об­ра­бот­ку по­верх­но­сти и её за­кал­ку. При од­ном спо­со­бе об­ра­бот­ки по­верх­но­сти ак­тив­ные час­ти­цы плаз­мы всту­па­ют в хи­мич. ре­ак­цию с ма­те­риа­лом по­верх­но­сти, об­ра­зуя, напр., нит­ри­ды или кар­би­ды ме­тал­лов, что уп­роч­ня­ет по­верх­ность. При др. спо­со­бе об­ра­бот­ки плаз­ма не всту­па­ет с по­верх­но­стью в хи­мич. ре­ак­цию, но об­ра­зу­ет на ней свои хи­мич. со­еди­не­ния в ви­де плё­нок, улуч­шаю­щих фи­зич. па­ра­мет­ры по­верх­но­сти. Тол­щи­на плён­ки, на­пы­ляе­мой на по­верх­ность, про­пор­цио­наль­на вре­ме­ни плаз­мен­но­го про­цес­са. Ме­няя со­став плаз­мы, мож­но соз­да­вать мно­го­слой­ную струк­ту­ру. Об­ра­бот­ка отд. сло­ёв сфо­ку­си­ро­ван­ным из­лу­че­ни­ем ртут­ной лам­пы или ла­зе­ра по­зво­ля­ет по­лу­чать про­фи­ли­ро­ван­ные плён­ки с ми­ним. раз­ме­ром отд. эле­мен­тов в неск. мик­ро­мет­ров. Н. п. при­ме­ня­ет­ся для соз­да­ния по­ли­ме­ров и по­ли­мер­ных мем­бран, при про­из-ве по­рош­ков ке­ра­мич. со­еди­не­ний ($\ce{SiC, Si3N4}$), ме­тал­лов и их ок­си­дов (см. Плаз­мо­хи­мия).

Н. п. ис­поль­зу­ет­ся для ана­ли­за эле­мент­но­го со­ста­ва ве­ще­ст­ва, осу­ще­ст­в­ляе­мо­го дву­мя спо­со­ба­ми. В пер­вом из них ис­сле­дуе­мое ве­ще­ст­во вво­дит­ся в плаз­мен­ную го­рел­ку (ду­го­вой раз­ряд с про­точ­ной плаз­мой) в мик­ро­ко­ли­че­ст­вах ли­бо в ви­де по­рош­ка, ли­бо в ви­де ка­пель. В плаз­ме ве­ще­ст­во дис­со­ции­ру­ет на ато­мы, ко­то­рые час­тич­но воз­бу­ж­да­ют­ся и из­лу­ча­ют. По спек­траль­но­му со­ста­ву из­лу­че­ния оп­ре­де­ля­ет­ся эле­мент­ный со­став ве­ще­ст­ва. Этот ме­тод, на­зы­вае­мый эмис­си­он­ным спек­траль­ным ана­ли­зом, по­зво­ля­ет на­дёж­но оп­ре­де­лять со­дер­жа­ние при­ме­сей в ко­ли­че­ст­ве ⩾10^–3–10^–2%. В др. спо­со­бе эле­мент­но­го ана­ли­за ис­сле­дуе­мое ве­ще­ст­во так­же вво­дит­ся в пла­мя или в про­точ­ную плаз­му га­зо­во­го раз­ря­да, ко­то­рые на­хо­дят­ся ме­ж­ду дву­мя элек­тро­да­ми. Пла­мя или плаз­ма об­лу­ча­ют­ся из­лу­че­ни­ем пе­ре­страи­вае­мо­го ла­зе­ра, и ток че­рез плаз­му из­ме­ря­ет­ся как функ­ция дли­ны вол­ны из­лу­че­ния. Ко­гда из­лу­че­ние по­па­да­ет в ре­зо­нанс с пе­ре­хо­да­ми ато­мов, на­хо­дя­щих­ся в плаз­ме, ус­ло­вия ио­ни­за­ции ато­мов и раз­ряд­ный ток из­ме­ня­ют­ся. Чув­ст­ви­тель­ность ме­то­дов, ис­поль­зую­щих этот эф­фект (на­зы­вае­мый оп­то­галь­ва­ни­че­ским), на неск. по­ряд­ков вы­ше эмис­си­он­но­го.

Ряд идей при­ме­не­ния Н. п. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся лишь че­рез мно­го лет. Так, кон­ст­рук­ция плаз­мен­ных па­не­лей (плаз­мен­ных дис­пле­ев) для те­ле­ви­де­ния бы­ла опи­са­на в 1936, а пер­вые пром. об­раз­цы созда­ны че­рез 30 лет. Плаз­мен­ный дис­плей пред­став­ля­ет со­бой сис­те­му двух на­бо­ров па­рал­лель­ных про­во­лок, рас­по­ло­жен­ных пер­пен­ди­ку­ляр­но, так что в зо­не пе­ре­се­че­ния двух про­во­лок за­жи­га­ет­ся га­зо­вый раз­ряд, управ­ляе­мый внеш­ним ис­точ­ни­ком, ко­то­рый мо­жет ме­нять ин­тен­сив­ность и цвет ка­ж­до­го отд. раз­ря­да.

В кон. 20 – нач. 21 вв. свой­ст­ва Н. п. ста­ли ис­поль­зо­вать­ся для ре­ше­ния разл. мед. за­дач. Мощ­ная рав­но­вес­ная плаз­ма по­зво­ля­ет унич­то­жать опас­ные мед. от­хо­ды, ме­нее мощ­ная плаз­ма при­ме­ня­ет­ся для сте­ри­ли­за­ции мед. ин­ст­ру­мен­тов, т. н. плаз­мен­ный нож (уз­кий по­ток плаз­мы) ис­поль­зу­ет­ся для раз­ре­за­ния жи­вой тка­ни в хи­рур­гии. Ак­тив­ные час­ти­цы Н. п. (элек­тро­ны, ио­ны, ме­та­ста­биль­ные ато­мы и мо­ле­ку­лы) ока­зы­ва­ют ан­ти­сеп­тич. дей­ст­вие при за­жив­ле­нии ран. Плаз­мен­ные тех­но­ло­гии по­зво­ля­ют соз­да­вать спец. мед. ма­те­риа­лы.

Плазма в природе | Политех (Политехнический музей)

Плазма — самое распространенное состояние вещества во Вселенной. По сути, весь известный нам мир за пределами Земли заполнен плазмой. Однако много ли ее на нашей планете? Где мы можем найти плазму? Узнать об этом можно, посетив экспозицию Политехнического музея «Россия делает сама» на ВДНХ.

Плазма — это ионизированный газ. Иногда ее также называют четвертым агрегатным состоянием вещества: ведь когда газ становится плазмой, его свойства меняются. От некоторых его атомов отделяются электроны. Атомы в составе молекул, потерявшие их, превращаются в ионы. Ионы и электроны являются свободными электрическими зарядами, и их присутствие делает плазму великолепной проводящей средой. По сравнению с газом, она намного лучше взаимодействует с магнитными и электрическими полями. При этом некоторые атомы в плазме не теряют электроны и остаются нейтральными.

На самом деле, все люди видели плазму. Более того, почти все видят ее каждый день. Плазма — самое распространенное состояние вещества во Вселенной. Ею заполнено межгалактическое, межзвездное и межпланетное пространство. Звезды состоят из плазмы, и Солнце не исключение. Когда во время грозы ударяет молния, это тоже плазма. Молния возникает при сильной электризации облаков или земли и ионизации воздуха. Высокоскоростная фотосъемка позволила ученым определить, что она вовсе не является плотным потоком электрических зарядов, как считалось раньше. На самом деле, молния представляет собой полый плазменный канал, где ток сосредоточен в стенках, образуя так называемый скинслой — зону концентрации электричества. Напряжение в нем может достигать миллиарда вольт.

Землю окружает ионосфера, где атмосферные газы ионизируются и тоже превращаются в плазму под действием космических лучей — потоков элементарных частиц и ядер атомов, которые движутся с высокими энергиями и в случае с Землей исходят, в основном, от Солнца. На полюсах планеты поведение ионосферы определяется магнитным полем. Когда сюда ударяют другие потоки плазмы — солнечный ветер, который исходит от нашей звезды, — атомы и молекулы ионизированных газов возбуждаются, начинают светиться, и мы видим полярное сияние.

Наблюдение за обычным пламенем, будь то лесной пожар или зажженная спичка, также позволяет нам видеть плазму. В процессе горения газы раскаляются и происходит их слабая ионизация. Тем не менее, пламя начинает хорошо проводить электрический ток, только когда его температура очень высока, и газы ионизируются сильнее. На Земле в природных условиях это невозможно.

Посетители новой экспозиции Политехнического музея «Россия делает сама», открывшейся в павильоне №26 на ВДНХ, могут не только увидеть плазму, но и потрогать ее. Здесь установлен интерактивный экспонат с миниатюрными плазмотронами, «стреляющими» холодной плазмой. Если поднести к ним ладонь, можно ощутить легкие толчки воздуха и увидеть яркие белые вспышки. А после плазменной «бомбардировки» кожа будет пахнуть спичками.

Время работы экспозиции:
вт.-пт.: 10:00 — 20:00
сб.-вс.: 10:00 — 21:00
пн. – выходной день
Кассы закрываются за час до окончания работы выставки.
Стоимость билетов: 150−300 р.

Плазма — это… Что такое Плазма?

Плазменная лампа, иллюстрирующая некоторые из наиболее сложных плазменных явлений, включая филаментацию. Свечение плазмы обусловлено переходом электронов из высокоэнергетического состояния в состояние с низкой энергией после рекомбинации с ионами. Этот процесс приводит к излучению со спектром, соответствующим возбуждаемому газу.

Пла́зма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 году и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 году, возможно из-за ассоциации с плазмой крови. Ленгмюр писал:

Исключая пространство около электродов, где обнаруживается небольшое количество электронов, ионизированный газ содержит ионы и электроны практически в одинаковых количествах, в результате чего суммарный заряд системы очень мал. Мы используем термин «плазма», чтобы описать эту в целом электрически нейтральную область, состоящую из ионов и электронов.

Философы античности, начиная с Эмпедокла, утверждали, что мир состоит из четырёх стихий: земли, воды, воздуха и огня. Это положение с учётом некоторых допущений укладывается в современное научное представление о четырёх агрегатных состояниях вещества, причем плазме, очевидно, соответствует огонь.^[1] Свойства плазмы изучает физика плазмы.

Формы плазмы

По сегодняшним представлениям, фазовым состоянием большей части вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной является плазма.^[2] Все звёзды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной (см. межзвездное пространство). К примеру, планета Юпитер сосредоточила в себе практически все вещество Солнечной системы, находящееся в «неплазменном» состоянии (жидком, твердом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего лишь около 0,1 % массы Солнечной системы, а объём — и того меньше: всего 10⁻¹⁵ %. При этом мельчайшие частицы пыли, заполняющие космическое пространство и несущие на себе определенный электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжелых заряженных ионов (см. пылевая плазма).

Свойства и параметры плазмы

Определение плазмы

Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.^[4] Не всякую систему заряженных частиц можно назвать плазмой. Плазма обладает следующими свойствами:^[5][6][7]

• Достаточная плотность: заряженные частицы должны находиться достаточно близко друг к другу, чтобы каждая из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных заряженных частиц. Условие считается выполненным, если число заряженных частиц в сфере влияния (сфера радиусом Дебая) достаточно для возникновения коллективных эффектов (подобные проявления — типичное свойство плазмы). Математически это условие можно выразить так:

, где  — концентрация заряженных частиц.

• Приоритет внутренних взаимодействий: радиус дебаевского экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействия, происходящие внутри плазмы более значительны по сравнению с эффектами на её поверхности, которыми можно пренебречь. Если это условие соблюдено, плазму можно считать квазинейтральной. Математически оно выглядит так:

• Плазменная частота: среднее время между столкновениями частиц должно быть велико по сравнению с периодом плазменных колебаний. Эти колебания вызываются действием на заряд электрического поля, возникающего из-за нарушения квазинейтральности плазмы. Это поле стремится восстановить нарушенное равновесие. Возвращаясь в положение равновесия, заряд проходит по инерции это положение, что опять приводит к появлению сильного возвращающего поля, возникают типичные механические колебания.^[8] Когда данное условие соблюдено, электродинамические свойства плазмы преобладают над молекулярно-кинетическими. На языке математики это условие имеет вид:

Классификация

Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

Температура

При чтении научно-популярной литературы читатель зачастую видит значения температуры плазмы порядка десятков, сотен тысяч или даже миллионов °С или К. Для описания плазмы в физике удобно измерять температуру не в °С, а в единицах измерения характерной энергии движения частиц, например, в электрон-вольтах (эВ). Для перевода температуры в эВ можно воспользоваться следующим соотношением: 1 эВ = 11600 K (Кельвин). Таким образом становится понятно, что температура в «десятки тысяч °С» достаточно легко достижима.

В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч K.

В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч K).

Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы K.

Степень ионизации

Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации пропорциональна числу атомов, отдавших или поглотивших электроны, и больше всего зависит от температуры. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1 % частиц находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы (взаимодействие с внешним электромагнитным полем и высокая электропроводность). Степень ионизации α определяется как α = n_i/(n_i + n_a), где n_i — концентрация ионов, а n_a — концентрация нейтральных атомов. Концентрация свободных электронов в незаряженной плазме n_e определяется очевидным соотношением: n_e=<Z> n_i, где <Z> — среднее значение заряда ионов плазмы.

Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1 %). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в технологических процессах, их иногда называют технологичными плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи (см. индуктивно-связанная плазма). Типичные применения низкотемпературной плазмы включают плазменную модификацию свойств поверхности (алмазные пленки, нитридирование металлов, изменение смачиваемости), плазменное травление поверхностей (полупроводниковая промышленность), очистку газов и жидкостей (озонирование воды и сжигание частичек сажи в дизельных двигателях).

Горячая плазма почти всегда полностью ионизирована (степень ионизации ~100 %). Обычно именно она понимается под «четвертым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить Солнце.

Плотность

Помимо температуры, которая имеет фундаментальную важность для самого существования плазмы, вторым наиболее важным свойством плазмы является плотность. Словосочетание плотность плазмы обычно обозначает плотность электронов, то есть число свободных электронов в единице объёма (строго говоря, здесь, плотностью называют концентрацию — не массу единицы объёма, а число частиц в единице объёма). В квазинейтральной плазме плотность ионов связана с ней посредством среднего зарядового числа ионов : . Следующей важной величиной является плотность нейтральных атомов . В горячей плазме мала, но может тем не менее быть важной для физики процессов в плазме. При рассмотрении процессов в плотной, неидеальной плазме характерным параметром плотности становится , который определяется как отношение среднего межчастичного расстояния к радиусу Бора.

Квазинейтральность

Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства. В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности — плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов (). В силу хорошей электрической проводимости плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших дебаевской длины и временах больших периода плазменных колебаний.

Примером неквазинейтральной плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счёт кулоновского отталкивания.

Отличия от газообразного состояния

Плазму часто называют четвертым состоянием вещества. Она отличается от трёх менее энергетичных агрегатных состояний материи, хотя и похожа на газовую фазу тем, что не имеет определённой формы или объёма. До сих пор идёт обсуждение того, является ли плазма отдельным агрегатным состоянием, или же просто горячим газом. Большинство физиков считает, что плазма является чем-то большим, чем газ по причине следующих различий:

Свойство	Газ	Плазма
Электрическая проводимость	Крайне мала К примеру, воздух является превосходным изолятором до тех пор, пока не переходит в плазменное состояние под действием внешнего электрического поля напряженностью в 30 киловольт на сантиметр.[9]	Очень высока Несмотря на то, что при протекании тока возникает хотя и малое, но тем не менее конечное падение потенциала, во многих случаях электрическое поле в плазме можно считать равным нулю. Градиенты плотности, связанные с наличием электрического поля, могут быть выражены через распределение Больцмана. Возможность проводить токи делает плазму сильно подверженной влиянию магнитного поля, что приводит к возникновению таких явлений как филаментирование, появление слоев и струй. Типичным является наличие коллективных эффектов, так как электрические и магнитные силы являются дальнодействующими и гораздо сильнее, чем гравитационные.
Число сортов частиц	Один Газы состоят из подобных друг другу частиц, которые находятся в тепловом движении, а также движутся под действием гравитации, а друг с другом взаимодействуют только на сравнительно небольших расстояниях.	Два, или три, или более Электроны, ионы и нейтральные частицы различаются знаком эл. заряда и могут вести себя независимо друг от друга — иметь разные скорости и даже температуры, что служит причиной появления новых явлений, например волн и неустойчивостей.
Распределение по скоростям	Максвелловское Столкновения частиц друг с другом приводит к максвелловскому распределению скоростей, согласно которому очень малая часть молекул газа имеют относительно большие скорости движения.	Может быть немаксвелловское Электрические поля имеют другое влияние на скорости частиц чем столкновения, которые всегда ведут к максвеллизации распределения по скоростям. Зависимость сечения кулоновских столкновений от скорости может усиливать это различие, приводя к таким эффектам, как двухтемпературные распределения и убегающие электроны.
Тип взаимодействий	Бинарные Как правило двухчастичные столкновения, трёхчастичные крайне редки.	Коллективные Каждая частица взаимодействует сразу со многими. Эти коллективные взаимодействия имеют гораздо большее влияние чем двухчастичные.

Сложные плазменные явления

Хотя основные уравнения, описывающие состояния плазмы, относительно просты, в некоторых ситуациях они не могут адекватно отражать поведение реальной плазмы: возникновение таких эффектов — типичное свойство сложных систем, если использовать для их описания простые модели. Наиболее сильное различие между реальным состоянием плазмы и её математическим описанием наблюдается в так называемых пограничных зонах, где плазма переходит из одного физического состояния в другое (например, из состояния с низкой степенью ионизации в высокоионизационное). Здесь плазма не может быть описана с использованием простых гладких математических функций или с применением вероятностного подхода. Такие эффекты как спонтанное изменение формы плазмы являются следствием сложности взаимодействия заряженных частиц, из которых состоит плазма. Подобные явления интересны тем, что проявляются резко и не являются устойчивыми. Многие из них были изначально изучены в лабораториях, а затем были обнаружены во Вселенной.

Математическое описание

Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Совместное описание проводящей жидкости и электромагнитных полей даётся в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.

Флюидная (жидкостная) модель

Во флюидной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.

Кинетическое описание

Иногда жидкостная модель оказывается недостаточной для описания плазмы. Более подробное описание даёт кинетическая модель, в которой плазма описывается в терминах функции распределения электронов по координатам и импульсам. В основе модели лежит уравнение Больцмана. Уравнение Больцмана неприменимо для описания плазмы заряженных частиц с кулоновским взаимодействием вследствие дальнодействующего характера кулоновских сил. Поэтому для описания плазмы с кулоновским взаимодействием используется уравнение Власова с самосогласованным электромагнитным полем, созданным заряженными частицами плазмы. Кинетическое описание необходимо применять в случае отсутствия термодинамического равновесия либо в случае присутствия сильных неоднородностей плазмы.

Particle-In-Cell (частица в ячейке)

Модели Particle-In-Cell являются более подробными, чем кинетические. Они включают в себя кинетическую информацию путём слежения за траекториями большого числа отдельных частиц. Плотности электрического заряда и тока определяются путём суммирования числа частиц в ячейках, которые малы по сравнению с рассматриваемой задачей, но, тем не менее, содержат большое число частиц. Электрическое и магнитное поля находятся из плотностей зарядов и токов на границах ячеек.

Базовые характеристики плазмы

Все величины даны в Гауссовых СГС единицах за исключением температуры, которая дана в eV и массы ионов, которая дана в единицах массы протона ; Z — зарядовое число; k — постоянная Больцмана; К — длина волны; γ — адиабатический индекс; ln Λ — Кулоновский логарифм.

Частоты

• Ларморова частота электрона, угловая частота кругового движения электрона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

• Ларморова частота иона, угловая частота кругового движения иона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

• плазменная частота (частота плазменных колебаний), частота с которой электроны колеблются около положения равновесия, будучи смещенными относительно ионов:

• ионная плазменная частота:

• частота столкновений электронов

• частота столкновений ионов

Длины

• Де-Бройлева длина волны электрона, длина волны электрона в квантовой механике:

• минимальное расстояние сближения в классическом случае, минимальное расстояние на которое могут сблизиться две заряженных частицы при лобовом столкновении и начальной скорости, соответствующей температуре частиц, в пренебрежении квантово-механическими эффектами:

• гиромагнитный радиус электрона, радиус кругового движения электрона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

• гиромагнитный радиус иона, радиус кругового движения иона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

• размер скин-слоя плазмы, расстояние на которое электромагнитные волны могут проникать в плазму:

• Радиус Дебая (длина Дебая), расстояние на котором электрические поля экранируются за счёт перераспределения электронов:

Скорости

• тепловая скорость электрона, формула для оценки скорости электронов при распределении Максвелла. Средняя скорость, наиболее вероятная скорость и среднеквадратичная скорость отличаются от этого выражения лишь множителями порядка единицы:

• скорость ионного звука, скорость продольных ионно-звуковых волн:

Безразмерные величины

• квадратный корень из отношения масс электрона и протона:

• Число частиц в сфере Дебая:

• Отношение Альфвеновской скорости к скорости света

• отношение плазменной и ларморовской частот для электрона

• отношение плазменной и ларморовской частот для иона

• отношение тепловой и магнитной энергий

• отношение магнитной энергии к энергии покоя ионов

Прочее

• Бомовский коэффициент диффузии

• Поперечное сопротивление Спитцера

Современные исследования

• Теория плазмы
• Плазма в природе
• Источники плазмы
• Диагностика плазмы
• Применения плазмы

См. также

Примечания

Ссылки

Магнитоактивная плазма — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Магнитоакти́вная пла́зма — плазма, помещённая во внешнее магнитное поле. Поскольку плазма представляет собой ионизированный газ, состоящий из заряженных частиц, наличие магнитного поля оказывает значительное влияние на все процессы, происходящие в плазме.

Магнитоактивная плазма широко распространена в природе, в частности, примерами могут служить:

По сравнению с обычной плазмой магнитоактивная плазма характеризуется дополнительными параметрами:

• электронная циклотронная частота

  ωce=eBmc{\displaystyle \omega _{ce}={\frac {eB}{mc}}}

• ионная циклотронная частота

  ωci=ZeBMc{\displaystyle \omega _{ci}={\frac {ZeB}{Mc}}}

• ларморовский радиус электрона

  reB=mvTeceB{\displaystyle r_{eB}={\frac {mv_{Te}c}{eB}}}

• ларморовский радиус иона

  riB=mvTiceB{\displaystyle r_{iB}={\frac {mv_{Ti}c}{eB}}}

где введены обозначения e — элементарный заряд, c — скорость света, B — индукция магнитного поля, Z — кратность ионизации ионов, m, M — масса электронов и ионов соответственно, v_Te, v_Ti — тепловые скорости электронов и ионов соответственно. Все величины берутся в единицах СГС.

В магнитном поле происходит снятие вырождения по поляризации у волн в плазме, в связи с чем появляются новые ветви собственных волн. Среди них исторически выделяют:

Существенную роль также играют резонансы, которые проявляются на так называемых гибридных частотах и на ионной циклотронной частоте.

Плазма в военном деле. Проекты и перспективы

Не так давно стало известно, что один из уникальных образцов специальной аппаратуры отечественной разработки в ближайшем будущем начнет использоваться в качестве учебного пособия. По данным отечественной прессы, в следующем году военно-промышленная корпорация «Научно-производственное объединение машиностроения» (г. Реутов) передаст нескольким вузам системы радиоэлектронной борьбы на основе плазмогенератора. Эта аппаратура в свое время была разработана для крылатых ракет «Метеорит», так и не пошедших в серию. В исходном проекте аппаратура оригинального типа не дала ожидаемых результатов, но в обозримом будущем она сможет поспособствовать дальнейшему развитию технологий, оборудования и вооружений.

Напомним, проект «Метеорит» стартовал в середине семидесятых годов прошлого века и разрабатывался несколькими организациями во главе с ОКБ-52 (ныне НПО Машиностроения). Также к работам был привлечен НИИ тепловых процессов (ныне Исследовательский центр им. М.В. Келдыша), который должен был разработать электронную аппаратуру радиоэлектронного противодействия. В состав комплекса РЭБ для перспективной ракеты вошел плазмогенератор, при помощи которого в передней полусфере создавалось облако ионизированного газа. Такая «оболочка» носовой части ракеты позволяла снизить вероятность ее обнаружения радиолокационными станциями.

Ожидается, что передача уникальных образцов радиоэлектронного оборудования, которым предстоит стать учебными пособиями, в определенной мере поспособствует подготовке молодых специалистов. Вполне возможно, что в будущем ученые и конструкторы, в свое время изучившие плазмогенераторы ракеты «Метеорит», используют подобные технологии в своих новых проектах. Необходимо отметить, что применение плазмы и аппаратуры, образующей ее, имеет некоторые перспективы и может найти применение в новых образцах военной техники или вооружения.

Ракета «Метеорит». Фото Testpilot.ru

В контексте практического применения «плазменных» технологий сначала следует вспомнить проект крылатой ракеты «Метеорит», в ходе которого был создан первый отечественный генератор плазмы, пригодный к практической эксплуатации. Вместе с другими средствами РЭБ ракета должна была использовать т.н. плазменную пушку. При необходимости противодействия РЛС противника ракета автоматически должна была включать соответствующий генератор, создающий облако плазмы в передней полусфере.

За счет своих характерных свойств ионизированный газ мешал нормальной работе радиолокационных средств. В зависимости от различных факторов, «плазменная пушка» могла скрыть ракету или помешать захвату либо сопровождению ракеты вражеской станцией. Помимо снижения уровня отраженного сигнала плазма позволяла «замаскировать» компрессор турбореактивного двигателя. Этот элемент летательного аппарата имеет характерную форму и отражает радиосигнал, но при этом принципиально не может быть переработан с целью снижения заметности. В проекте «Метеорит» проблема скрытия компрессора была решена самым интересным образом.

«Плазменная пушка» для новой крылатой ракеты дошла до стадии испытаний. Эту аппаратуру устанавливали на опытные ракеты «Метеорит», вместе с которыми проверяли на полигонах. Комплекс радиоэлектронной борьбы, включающий плазменную аппаратуру, показал весьма высокие характеристики. При наблюдении за полетом ракеты при помощи существующих РЛС наблюдалось, как минимум, нарушение слежения и сопровождения цели. Также имело место пропадание отметки с экрана.

На протяжении последних лет как в нашей стране, так и за рубежом ходят упорные слухи о возможном создании перспективных образцов авиационной техники, оснащенных генераторами плазмы. Ожидается, что применение подобной аппаратуры позволит резко сократить заметность летательного аппарата для противовоздушной обороны противника. Такие технологии представляют интерес в контексте ударной авиации и ракетной техники. Так, в области крылатых ракет маскировка при помощи облака плазмы уже была проверена в ходе испытаний, проведенных советскими специалистами в восьмидесятых годах прошлого века.

Имеются сведения о еще одном способе применения плазмогенераторов в составе авиационной или ракетной техники. Интересной особенностью ионизированного газа является изменение его физических свойств. В частности, он отличается уменьшенной плотностью, что может быть использовано для повышения характеристик ракет или самолетов. По слухам, в настоящее время российские и китайские авиастроители проводят эксперименты, в ходе которых авиационная техника комплектуется специальными плазменными генераторами. Задачей этой аппаратуры является создание плазменной «оболочки» вокруг внешней поверхности самолета. Результатом этого должно становиться сокращение заметности и определенное улучшение летных характеристик.

В другой сфере «применения» образование плазмы является побочным эффектом, который может быть использован в тех или иных целях. Известно, что при движении летательного аппарата с гиперзвуковыми скоростями вокруг него образуется оболочка из ионизированного газа. Нагрев атмосферного воздуха при этом производится за счет трения и преобразования кинетической энергии в тепловую. Любопытным следствием такой особенности гиперзвуковой техники является возможность отказа от специализированных генераторов: в их роли может выступать корпус с требуемой стойкостью к тепловым и механическим нагрузкам.

Применение плазмогенераторов в целях снижения заметности или повышения летных характеристик уже в определенной мере изучено, но все еще остается делом отдаленного будущего. Для полноценного использования этих технологий требуются новые исследования, по результатам которых будут создаваться перспективные проекты. Тем не менее, некоторые способы применения плазмы уже используются в существующей технике, однако эффект от них может быть не столь заметным и привлекающим внимание.

Турбореактивный двигатель АЛ-41Ф1С, оснащенный плазменной системой зажигания. Фото Vitalykuzmin.net

В новейших отечественных проектах турбореактивных двигателей, предназначенных для перспективных самолетов, используется т.н. плазменное зажигание. Применение подобной системы воспламенения топливовоздушной смеси позволяет повысить эксплуатационные характеристики техники, а также упростить ее конструкцию и сделать менее сложным обслуживание. Все эти плюсы достигаются при помощи нескольких идей, в первую очередь применения плазменной дуги, инициирующей горение топлива.

Ранее для повышения высотности или для запуска на больших высотах турбореактивные двигатели комплектовались системой кислородной подпитки, подающей в камеру сгорания необходимый газ. Применение кислородной системы в определенной мере усложняет конструкцию самолета, а также требует соответствующей аэродромной инфраструктуры. В требованиях к проекту «Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации» (ПАК ФА) была поставлена задача избавления от необходимости кислородной подпитки. В составе форсунок камеры сгорания и форсажной камеры новых двигателей имеются собственные плазменные системы. При подаче топлива образуется дуга, при помощи которой осуществляется его воспламенение. Вследствие этого отпадает необходимость в дополнительной подаче кислорода.

В теории плазма может использоваться не только на вспомогательных ролях. Несколько десятилетий назад в нашей стране были проведены исследования и эксперименты, темой которых было использование облака ионизированного газа в качестве поражающего элемента. Подобные принципы можно было использовать в противоракетной обороне с целью уничтожения боевых блоков вражеских ракет. Тем не менее, оригинальный способ противоракетной обороны так и не был доведен до практического использования, а его перспективы на данный момент вызывают большие сомнения.

Оригинальная концепция противоракетной обороны подразумевала использование стандартных радиолокационных средств обнаружения в сочетании с необычными поражающими комплексами. В состав комплекса боевой аппаратуры предлагалось включить несколько т.н. плазмоидных пушек, состоящих из генераторов плазмы и проводников-шин. Задачей последних являлся разгон сгустка ионизированного газа. В зависимости от поставленной боевой задачи и параметров работы аппаратуры, комплекс мог отправлять к цели струю, расходящийся поток или тороидальные сгустки плазмы. Последние получили название «плазмоиды».

По расчетам авторов идеи, комплекс боевой аппаратуры мог бы посылать тороиды с максимально высокой скоростью на высоту до 50 км. Задачей систем управления и боевого комплекса была отправка сгустков плазмы в точку упреждения летящей боеголовки ракеты противника. Предполагалось, что при контакте плазмоида и боевого блока последний будет сталкиваться с серьезными нарушениями обтекания. Попадание в облако с иными физическими параметрами должно было приводить к схождению боевого блока с заданной траектории. Кроме того, блок должен был подвергаться перегрузкам, в том числе запредельным, разрушающим его.

В прошлом предлагалось построить опытный образец плазменного комплекса ПРО и испытать его с применением имитаторов боевых частей. Тем не менее, из-за сложности, дороговизны и наличия разнообразных проблем оригинальное предложение так и не было опробовано на практике.

Все предложения использования плазмы и создающих ее установок в области вооружений и военной техники представляют большой интерес в контексте дальнейшего их развития. Тем не менее, использование всех идей и предложений на практике может быть связано с рядом характерных проблем. Все эти недостатки связаны как с особенностями технологического характера, так и с проблемами в области практического применения. Таким образом, для освоения перспективной аппаратуры требуется решить ряд сложных конструкторских задач, а также сформировать способы применения техники, позволяющие получить максимально высокую эффективность.

Схема комплекса ПРО, использующего плазмоиды. Рисунок E-reading.club

Пожалуй, самая заметная проблема плазмогенераторов с требуемыми характеристиками – высокое энергопотребление. Для создания облака ионизированного газа исполнительным органам специальной аппаратуры требуется соответствующее энергоснабжение. Оснащение летательного аппарата электрогенератором требуемой мощности само по себе является непростой задачей инженерного характера. Без ее решения самолет или ракета не сможет использовать генератор плазмы и, как следствие, не получит требуемые возможности.

Необходимо отметить, что в рамках старого проекта «Метеорит» конструкторам ОКБ-52 и смежных организаций успешно удалось решить проблему энергоснабжения «плазменной пушки». Результаты этого прекрасно известны: ракета стала крайне сложной целью для систем противовоздушной обороны противника.

Использование облака плазмы для маскировки летательного аппарата представляет большой интерес в контексте скрытого прорыва к намеченным целям, но и эта технология имеет некоторые проблемы эксплуатационного характера. Становясь экраном для излучения радиолокационных средств противника, плазменная «оболочка» обязательно будет мешать работе собственных радиоэлектронных приборов самолета или иного летательного аппарата. Как следствие, могут наблюдаться проблемы со связью или исключаться полноценное применение бортовой РЛС. Таким образом, оригинальная аппаратура снижения заметности потребует создать новые методики боевого применения авиационной техники или вооружений.

Еще одной задачей для конструкторов и ученых является обеспечение защиты конструкции летательного аппарата от ионизированного высокотемпературного газа. В случае с гиперзвуковыми летательными аппаратами эта задача решается уже на стадии создания их планеров, изначально приспособленных к подобным нагрузкам. «Обычные» боевые самолеты и ракеты пока летают с меньшей скоростью и, как следствие, не нуждаются в специальной защите от повышенной температуры окружающей среды.

Таким образом, для полноценного применения плазмогенераторов, окружающих летательный аппарат облаком ионизированного газа, необходима соответствующая конструкция планера, позволяющая исключить негативное воздействие «оболочки» на обшивку и другие элементы самолета.

К настоящему времени физика плазмы достаточно изучена для того, чтобы ионизированный газ можно было использовать на практике в тех или иных целях. Уже изучены и определены некоторые сферы применения плазмогенераторов, а также известны преимущества, которые может дать такая аппаратура. Тем не менее, пока необычные технологии не успели дойти до полноценного практического применения. Отдельные образцы этого класса уже прошли испытания как самостоятельно, так и в составе более крупных изделий. Некоторые приборы, использующие принципы образования плазмы, уже приблизились к началу эксплуатации.

Одним из образцов специальной аппаратуры, дошедшей до испытаний и проверок на практике, стала т.н. плазменная пушка для крылатых ракет. Согласно последним сообщениям отечественной прессы, невостребованные образцы такого оборудования в следующем году должны стать учебными пособиями. Сохранившиеся изделия планируется передать нескольким ведущим техническим вузам страны. Возможно, использование плазмогенераторов при подготовке молодых специалистов в той или иной мере поспособствует дальнейшему развитию технологий. При удачном развитии событий в будущем новые технологии будут не только изучены и проверены, но и использованы в проектах с реальными перспективами.

По материалам сайтов:
http://izvestia.ru/
https://utro.ru/
http://rbase.new-factoria.ru/
http://sdelanounas.ru/
http://airwar.ru/
http://e-reading.club/