Плазма

Перш ніж ви дізналися моє ім'я, ви бачили мене всюди. Я — вогняне серце кожної зірки, включно з вашим Сонцем. Я — той зубчастий, блискучий спалах блискавки, що розколює небо під час грози. Я — ніжні, танцюючі завіси світла, які ви називаєте полярним сяйвом, що розфарбовують полярне небо відтінками зеленого та рожевого. Я скрізь навколо вас, але протягом більшої частини людської історії я була повною загадкою. Я заповнюю величезні простори між галактиками і складаю понад дев'яносто дев'ять відсотків усієї видимої матерії у Всесвіті. Подумайте про це. Майже все, що ви бачите на нічному небі, — це я. Але я не тверда речовина, як камінь. Я не рідина, як вода. І я не зовсім газ, як повітря, яким ви дихаєте. Я — щось більше. Уявіть собі газ, нагрітий до такої неймовірної температури, що його атоми розпадаються, створюючи вируючу, надгарячу суміш заряджених частинок. Я — сама енергія, що набула форми. Я електрична, я потужна, і я — найпоширеніший стан речовини в космосі. Я — Плазма, четвертий стан речовини.

Тисячі років люди дивилися на зірки, дивувалися блискавкам і розмірковували, але в них не було інструментів, щоб зрозуміти мене. Це почало змінюватися в 19 столітті, у тихих лабораторіях допитливих учених. Моя історія як відомого поняття почалася з блискучого англійського вченого на ім'я сер Вільям Крукс. Це був 1879 рік, і він працював у своїй лондонській лабораторії, захоплений електрикою. Він використовував спеціальне обладнання: запаяну скляну трубку, з якої було викачано майже все повітря, яку ми тепер називаємо трубкою Крукса. Усередині цього майже вакууму він пропускав електричний струм високої напруги. І тоді це сталося. Я з'явилася всередині трубки як мерехтливе, неземне світіння. Це не була знайома йому тверда речовина, рідина чи газ. Це було щось нове, щось... променисте. Він був вражений. Він зрозумів, що натрапив на новий стан існування матерії, і назвав мене «променистою матерією». Він стверджував, що я відрізняюся від газу так само, як газ відрізняється від рідини. Він мав рацію, але світ ще не був готовий зрозуміти чому. Наступний шматочок головоломки став на своє місце через кілька років. У 1897 році інший англійський фізик, Дж. Дж. Томсон, проводячи схожі експерименти, відкрив електрон — крихітну, негативно заряджену частинку. Це був величезний прорив. Це допомогло іншим вченим усвідомити, що моя «промениста матерія» насправді складається з цих вільно плаваючих електронів і позитивно заряджених атомів, які називаються іонами. Я була не просто газом, що світиться; я була динамічною, електрично зарядженою сумішшю частинок. Таємниця моєї сутності повільно розкривалася.

«Промениста матерія» була красивою та описовою назвою, але вона не повністю передавала мою суть. Мені потрібне було ім'я, яке б говорило про мої унікальні властивості. Цю назву дав американський хімік і фізик Ірвінг Ленгмюр. У 1920-х роках Ленгмюр працював у дослідницькій лабораторії General Electric у Нью-Йорку, вивчаючи іонізовані гази. Він провів незліченні години, спостерігаючи за моєю поведінкою всередині своїх експериментальних трубок. Він помітив дещо захоплююче в тому, як я проводжу електрику. Суміш вільних електронів та іонів у мені була неймовірно динамічною, переносячи електричні струми та хвилі так, що це нагадало йому живу систему. Зокрема, це нагадало йому плазму крові — рідку частину крові, яка переносить червоні та білі кров'яні клітини по всьому тілу. Так само, як плазма крові транспортує життєво важливі клітини, я транспортувала заряджені частинки. Аналогія була ідеальною. Отже, 8-го грудня 1928 року в науковій статті він офіційно запропонував для мене назву «плазма». Назва прижилася. Це був момент, коли мене по-справжньому визнала наукова спільнота — я перестала бути просто дивним світінням у трубці, а стала фундаментальним станом речовини з належною назвою та світом можливостей для дослідження.

Протягом більшої частини мого існування я була чимось, що можна було побачити лише в космосі або у спеціалізованій лабораторії. Але тепер я є частиною вашого повсякденного світу. Ви коли-небудь бачили яскраві, живі кольори неонової вивіски? Це я, що свічуся всередині цих скляних трубок. Чи був у вас або у ваших батьків колись великий плазмовий телевізор із плоским екраном? Кожен крихітний піксель на цьому екрані був маленькою коміркою, наповненою мною, що спалахувала, щоб створити зображення. Я також є потужним інструментом. На заводах плазмові різаки, що досягають температур, вищих за температуру на поверхні Сонця, використовуються для різання товстого металу з неймовірною точністю. Але моя найцікавіша робота ще попереду. Сьогодні вчені працюють над відтворенням процесу, що живить зірки, — ядерного синтезу. Усередині гігантських машин, які називаються токамаками, вони використовують потужні магнітні поля, щоб утримувати мене при температурі в мільйони градусів за Цельсієм, сподіваючись злити атоми разом і вивільнити величезну кількість чистої, безпечної енергії. Вони намагаються побудувати зірку на Землі, зі мною в її ядрі. Я — енергія космосу, матерія зірок і блискавок. І тепер я тут, на Землі, освітлюю ваші міста, будую ваш світ і несу обіцянку світлішого, чистішого майбутнього для всього людства.