Effetti collettivi del plasma

Capitolo 1 - Il Plasma ad arco
Sezione 3 - Leggi di Saha e Debye

Effetti collettivi del plasma

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Lo stato di plasma può sussistere sia che d sia minore, uguale o maggiore della distanza di Debye.

E' da rilevare che d presenta valori inferiori a quelli di D: ciò comporta che un gran numero di particelle è contenuto in una sfera di raggio pari a D e quindi ogni particella viene a trovarsi simultaneamente nel campo di collisione di numerose particelle.

Quindi per valori D<<L , l'insorgere di forze di natura elettrostatica mantiene compatto l'insieme, conferendo ad esso i rilevanti effetti collettivi propri dello stato di plasma.

Invece per valori D<=L, non si verifica alcuna opposizione all'allontanamento e alla separazione completa delle cariche e poichè non si possono avere gli effetti collettivi delle particelle, è fisicamente impossibile l'esistenza dello stato di plasma.

Il raggio di Debye rappresenta anche il parametro che consente di separare il dominio microscopico da quello macroscopico. Dal punto di vista microscopico, i campi elettromagnetici generati dai plasmoni vengono studiati come fenomeni d'urto tra particelle. Macroscopicamente, tutti i campi generati dai plasmoni contribuiscono ai campi medi; in questo caso il plasma interagisce con il campo totale in cui è immerso in modo globale, cioè come un fluido conduttore.

plasmoni (plasmons) - I plasmoni sono quasi-particelle che forniscono l'energia di eccitazione del plasma. Sono entità che pur non essendo particelle elementari, possono essere assimilate a queste ultime, possedendo alcune caratteristiche, come energia, spin o massa. I plasmoni, avendo spin intero o nullo, obbediscono alla statistica di Bose-Einstein e perciò appartengono alla classe dei bosoni.