Katı, sıvı ve gazı biliyorsunuz. Peki maddenin dördüncü hali olan plazmayı ne kadar tanıyorsunuz?
Kaynak makinesi Güneş gibi parlar ve sıcaklığı 3.000 dereceden fazla olan bir alev çıkarır. Morötesi ışınları çok zararlı olduğundan kaynakçılar göz korneasının yanmaması için kaynak yaparken özel bir gözlük kullanırlar. Bu korkunç parlaklığın nedeni plazma adı verilen iyonlaşmış gaz arkıdır. Plazma, maddenin dördüncü halidir (ilk üçü katı, sıvı ve gaz) ve gözlemlenebilir evrende en çok görülen madde formudur.
Güneş dev bir plazma topudur. Aynı şekilde yıldızlar ve yıldız sistemlerinde gezegenler ve yıldızlar arasındaki bölge de plazmaya örnek verilebilir. Bu kadar çok yerde olmasına rağmen plazmanın 1920’li yıllara kadar keşfedilmemiş olması ilginçtir. Bunun nedeni elektronların 19. yüzyılın sonlarına kadar bilinmemesiydi.
Atom altı yüklü parçacıkları anlamadan, plazmanın nasıl çalıştığını anlamak mümkün değildir. Plazma, bir gaz aşırı ısındığında oluşur. Yeteri kadar enerji ile yüklenirlerse elektronlar çekirdeğin çekiminden koparlar ve arkalarında pozitif yüklü iyonlar bırakırlar. Bu iyonlaşmış ortam çok verimli bir iletkendir ve plazma işte bu ortamda doğar.
Kaynak makinesinin ucu aslında bir plazma arkıdır. Makine içinde argon veya helyum olan bir asal gaz tankına bağlıdır. Kaynak makinesinin ucunda kaynaklanacak maddenin ters yüküyle yüklenmiş bir tungsten elektrot bulunur. Tungsten elektrottan yüksek voltajlı bir akım geçirilirse gazdaki atomları iyonize eder ve elektrik akımı sıcak bir plazmaya dönüşür. Atomlar normal haldeyken elektriksel açıdan nötrdür. Yani pozitif yüklü protonları ile negatif yüklü elektronlarının sayısı eşittir.
Bu denge bozulduğunda, yani maddelerden biri elektron alıyor ya da veriyorsa iyonlaşma oluşur. Bir elektron yeteri kadar enerji emerse bağlı olduğu atomun yörüngesinden kaçar ve arkasında artı yüklü bir iyon bırakır. Bazen bu serbest elektronlar başka bir atomun yörüngesine girecek kadar yüklü bir enerjiyle doğar. Bunu yaptıklarında da ortaya negatif yüklü iyonlar çıkar.
Su Plazmaya Dönüştürülebilir Mi?
Su, Dünya‘da doğal halinde hem katı hem sıvı hem de gaz olarak bulunabilen tek maddedir. Su, faz değişimleri geçirerek farklı hallere geçer. Sıvı su donarak katılaşır veya kaynayarak buharlaşır. Peki başka bir faz değişimi ile suyu plazmaya dönüştürmek mümkün müdür? Hayır. ister buz, ister su, isterse de buhar halinde bulunsun, suyun moleküler yapısı sabittir: H20.
Suyun plazma olabilmesi için hidrojen ve oksijen atomlarının birbirinden ayrılıp ayrı ayrı iyonlaşması gereklidir. Ancak moleküler yapı bozulursa, bu durumda su, su olmaktan çıkar. Hidrojen gibi bir gaz plazmaya dönüşebilir. Ancak su molekülleri ayrılıp iyonlaştığında bir daha tekrar su formuna dönmeleri mümkün değildir.
Kaynak: How It Works