Plazma, maddenin katı, sıvı ve gaz halinden sonra gelen dördüncü halidir. Ancak gaz halinden çok farklı özelliklere sahiptir. Basitçe anlatmak gerekirse, plazma, içinde serbestçe dolaşan elektronlar ve iyonlar bulunan, yüklü parçacıklardan oluşan bir gazdır.
Bir gazı oluşturan atomlar normalde elektriksel olarak nötrdür (pozitif yüklü çekirdek ve negatif yüklü elektronlar birbirini dengeler). Plazma halinde ise bu atomların bir kısmından elektronlar kopar ve serbest kalır. Bu sürece iyonizasyon denir. Sonuçta:
Bu yüklü parçacıkların varlığı, plazmaya elektriği iletme, manyetik alanlardan etkilenme gibi gazlarda olmayan benzersiz özellikler kazandırır.
Plazmanın oluşması için temel prensip, bir gazın yeterince yüksek enerji verilerek iyonize edilmesidir. Bu enerji, atomlara bağlı olan elektronları koparacak kadar güçlü olmalıdır. Bu süreç genellikle şu yollarla gerçekleşir:
Bir gaz çok yüksek sıcaklıklara (\(10.000^\circ C\) ve üzeri) ısıtıldığında, atomlar ve moleküller çok hızlı hareket etmeye başlar. Bu yüksek kinetik enerji, çarpışmalar sırasında elektronların atomlardan kopmasına yol açar. Örnekler:
Gazın içinden yüksek voltajlı bir elektrik akımı geçirildiğinde, elektrik alanı elektronları hızlandırarak atomlarla çarpışmalarını sağlar. Bu çarpışmalar daha fazla elektron koparır ve bir elektron seli (alev) oluşturur. Örnekler:
Ultraviyole (UV) ışınları, X-ışınları veya gama ışınları gibi yüksek enerjili fotonlar, bir gazın atomlarına çarptığında elektronları koparabilir. Bu olaya fotoiyonizasyon denir. Örnekler:
