プラズマであるための条件

カテゴリー：プラズマ物理学

プラズマであるためには３つの条件が必要である。

１つ目はプラズマを取り扱う系がデバイ長より十分大きいことである。 デバイ長より大きいスケールの系の場合、プラズマ中に局所的な電荷の集中や外部から電場が加えられても即座にデバイ遮蔽が起こり、 系の大部分では電気的ポテンシャルや電場のない状態が保たれる。

２つ目はプラズマの粒子が十分に存在することである。 プラズマ粒子が１つや２つしかない系では、そこに電場が加えられてもデバイ遮蔽を行えない。 このためにも、プラズマ粒子が十分多くあることが条件である。

３つ目は中性粒子との衝突の頻度が十分小さいことである。

例えば、中性粒子が十分にある気体中で、その一部が電離されてプラズマ状態になっても、 そのプラズマは運動するとすぐに中性大気に衝突してしまう。 この状態ではプラズマはむしろ流体として運動してしまい、電磁的な運動をすることができない。

ここで、プラズマが中性粒子と衝突するまでの平均的な時間を\( \tau \)として、 プラズマの周波数（多くは磁場中でのジャイロ周波数）\( \omega \)が

であることが条件である。