물질 상태 중에 기체도 아닌 플라즈마란게 있던데 도대체 무엇인가요?

Question

물질의 상태에 대해 공부하다가 궁금한 점이 생겨서 질문드립니다. 고등학교 때 교과서에서는 물질의 상태로 고체, 액체, 기체를 배웠는데, 요즘에는 플라즈마라는 네 번째 상태가 있다고 들었어요. 플라즈마가 도대체 무엇인지, 그리고 이것이 다른 세 가지 상태와 어떻게 다른지 알고 싶습니다. 또한, 플라즈마 상태는 어떤 상황에서 만들어지는지, 그리고 우리 일상생활에서 플라즈마를 어디서 볼 수 있는지에 대해 알려주시면 감사하겠습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

제 4의 물질 상태라고 알려져 있는 물질의 형태이다.[2] 강력한 전기장 혹은 열원으로 가열되어 기체상태를 뛰어넘어 전자, 중성입자, 이온 등 입자들로 나누어진 상태. 이때는 전하 분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로 음과 양의 전하수가 같아서 중성을 띠게 된다. 전자가 열을 받아 원자에게서 자유로워지면 끝이기 때문에 당연히 어떤 원소든 플라즈마화 될 수 있으며, 전자의 탈출로 인해 전하를 띠기 때문에 전자기장으로 가두거나 특정 방향으로 가속시킬 수도 있다. 이를 실제로 특정 방향으로 가속하는 방법으로 이용한 것이 우주선 등에 쓰이는 이온 엔진이고 적절한 밀도와 열을 가진 플라즈마를 임의의 시간하에 전자기장으로 가두는 것이 핵융합 발전의 핵심이다.