In fisica il plasma è il cosiddetto quarto stato della materia (dopo lo stato solido, quello liquido e quello gassoso). Il plasma si forma quando un gas è scaldato a una temperatura tale che gli atomi si urtano con energia sufficiente da espellere uno o più elettroni, creando così cariche libere negative (gli elettroni) e positive (gli ioni, cioè gli atomi che hanno perso una o più cariche negative). Quando una percentuale significativa di atomi è ionizzata si parla di plasma.
Elettroni e ioni elettricamente si compensano e quindi il plasma è globalmente neutro, ma a causa della presenza di cariche elettriche ha un comportamento ben diverso da un normale gas, in quanto interagisce fortemente e in modo estremamente complicato con campi elettrici e magnetici.
Si stima che più del 99% della materia esistente nell'universo sia nello stato di plasma: tutte le stelle, incluso il nostro Sole, sono costituite di plasma, e anche la materia interstellare e gli strati più esterni delle atmosfere dei pianeti. Il vento solare è un plasma.
Più vicino a noi, materia allo stato di plasma si trova nelle comuni luci al neon.
Irving Langmuir, lo scienziato premio Nobel che è stato uno dei pionieri dello studio dei gas ionizzati, battezzò questo stato della materia. Il significato originale del greco πλασμα può essere tradotto come 'sostanza plasmabile', che si plasma in modo da riempire uno stampo, una sostanza del tipo della gelatina, che riempie lo stampo in cui viene versata. Infatti i plasmi che Langmuir otteneva nelle scariche ad arco di mercurio avevano la caratteristica di diffondere attraverso le pareti dei tubi da vuoto e riempirli completamente, come la gelatina riempie uno stampo.
I plasmi sono impiegati in molti rami della fisica. Un uso tipico è nella produzione di laser, in cui occorre generare una popolazione di atomi in stati fortemente eccitati.
Nella tecnologia dei semiconduttori (produzione di
Da anni si sta studiando l'uso di plasmi completamente ionizzati a densità e temperature sufficientemente elevate per produrre energia dal processo di fusione termonucleare. Il problema ancora irrisolto è come contenere in modo efficace e mantenere un plasma a tali temperature (parliamo di svariate decine di milioni di gradi!) sufficientemente a lungo per permettere una rilevante produzione di energia dalla formazione di particelle alfa che avviene durante la fusione di atomi di idrogeno. Forti campi magntici sono impegati a questo scopo, ma il quadro è complicato a causa delle forti interazioni di difficile controllo del plasma con i campi elettrici e magnetici.
