Plasmatäta

Plasmatäta, ofta kallad tät plasma, är ett begrepp inom plasmafysik som beskriver plasman när antalet laddade partiklar per volym är mycket högt. I sådana plasmar uppträder starka kollektiva effekter och interparticle-kollisioner, medan Debye-längden ofta är mycket kort i förhållande till systemets storlek. Begreppet används framför allt när extrema densiteter och tryck studeras.

Mått på plasmatäthet är främst electron density ne och ion density ni. Debye-längden λD ∝ sqrt(ε0 kT/(ne e^2)) minskar när ne ökar, medan plasmafrekvensen ωp ∝ sqrt(ne) ökar. Vid mycket höga densiteter kan plasman bli starkt sammanbindad, vilket indikeras av coupling-parametern Γ ≡ (potentiell energi)/(kinetisk energi); Γ ≳ 1 innebär att flera kroppars effekter och starkt interagerande partiklar blir viktiga. I vissa fall uppträder även degenereringseffekter när elektronernas Fermi-energi dominerar termiska energier.

Förekomster och betydelse: Plasmatäta plasmer uppträder i laserproducerade och inerta konfinementsexperiment, i Z-pinch-anordningar och i extrema miljöer inom stjärnors och vita dvärgars inre där tryck och densitet är höga. Kunskapen om plasmatäta plasmer är central för förståelse av materia under extrema tillstånd samt för forskning inom högenergihydrodynamik och tillämpningar som energitransport och materialegenskaper vid höga tryck.

Diagnostik: För att mäta densitet och temperatur används metoder såsom interferometri, Thomson-spridning och röntgen- samt spektralanalyser, samt emission- och absorptionsmätningar.