플라즈마 상태에서 온도가 낮아져도 그 상이 유지될까요?

Question

과냉각 상태처럼 플라즈마 상의 물질이 이온화 온도 이하에서도 그 상을 유지할 수 있을까요? 만약 가능하다면, 반대로 필요 온도 이하에서 플라즈마화가 될 수 있을까요?

추가적으로, 만약 고립계에서 플라즈마 상태의 물질의 전자 밀도를 낮아진다면 어떻게 되는지도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

결론부터 말씀드리면 온도가 낮아지면 플라즈마 상태가 유지되지 않을 수 있습니다.

플라즈마 상태는 그 밀도와 온도를 주 파라미터로 사용합니다. 이 두가지 요소에 따라 우리주변에서도 쉽게 찾아 볼 수 있는 플라즈마 상태들이 있는데, 네온사인이나 형광등으로이 대표적이며, 쉽게 볼 수 없는 극지방의 오로라나 태양의 상태, 핵융합로에서 플라즈마 상태 등 광범위하게 분류될 수가 있습니다.

전체적인 플라즈마의 온도는 상온~1,000K이지만, 전자의 온도는 10,000K~100,000K가 유지됨으로써 다양한 플라즈마 화학반응 및 표면처리의 응용에 적합한 방전이 가능합니다.

즉, 온도에 따라 플라즈마 상태가 유지되지 않을 수 있다는 것입니다.