Elektronenplasma

Kann ein Plasma, das nur aus Elektronen besteht, in einer stabilen Konfiguration existieren?

Plasma ist per Definition neutral:

Plasma ist ein elektrisch neutrales Medium aus ungebundenen positiven und negativen Teilchen (d. h. die Gesamtladung eines Plasmas ist ungefähr null).

Du fragst:

Damit meine ich kein Plasma, das aus getrennten Protonen und Elektronen besteht, sondern nur Elektronen in extrem hoher Dichte.

Ein Gas aus Elektronen ist das, was Sie beschreiben.

Es gibt ein Festkörpermodell, das Folgendes beschreibt:

Auf einer Skala, die viel größer ist als der interatomare Abstand, kann ein Festkörper als ein Aggregat aus einem negativ geladenen Plasma des freien Elektronengases und einem positiv geladenen Hintergrund aus Atomkernen betrachtet werden.

Aber es ist nicht das, was Sie beschreiben, da es innerhalb des Gitters insgesamt neutral ist.

Eine Konzentration von Elektronen, die von einer Materie emittiert werden, könnte auftreten und wird als "Raumladung" bezeichnet.

In einer Elektronenröhre beispielsweise entsteht eine negative Ladung, weil Elektronen, die von der Kathode emittiert werden, nicht augenblicklich zur Platte (Anode) wandern, sondern eine endliche Zeit für den Weg benötigen. Diese Elektronen bilden eine Wolke um die Kathode herum, wobei die Wolke kontinuierlich durch Elektronen aufgebraucht wird, die zur Platte gehen, und durch Elektronen wieder aufgefüllt wird, die von der Kathode emittiert werden. Diese Elektronenwolke erzeugt die negative Raumladung.

Alle diese Sätze wären aufgrund der elektrostatischen Abstoßung instabil und zerstreuen sich. Der Unterschied in den Kopplungskonstanten der Gravitation zur elektromagnetischen ist so groß, dass die Anziehungskraft der Gravitation vernachlässigt werden kann, selbst wenn eine solche Wolke durch eine ausgeklügelte Methode eingedämmt werden könnte.

Eine hohe Dichte gegen die elektrostatische Abstoßung zu erzeugen, würde viel Energie und Einfallsreichtum erfordern, vielleicht mit Magnetfeldern, aber zu welchem ​​​​Zweck?

Es kommt darauf an, was man Plasma nennt. Die meisten Plasmen sowie die meisten Objekte, die wir um uns herum sehen, sind nahezu neutral, da jedes wesentliche Ladungsungleichgewicht eine große Spannung zwischen dem Objekt und dem Rest der Welt erfordern würde. Andererseits ist nichts wirklich neutral: Das Öltropfen-Experiment von Millikan zeigt, dass Tröpfchen routinemäßig ein oder zwei Elektronen aufnehmen und abgeben. Laut Wikipedia fängt die Penning-Malmberg-Falle Milliarden von Elektronen durch eine Kombination aus elektrischen und magnetischen Feldern ein. Plasmaphysiker untersuchen dieses Gerät und nennen es sogar ein Plasma. Siehe zum Beispiel: Notte, J. und J. Fajans. "Die Wirkung von Asymmetrien auf die Einschlusszeit von nicht neutralem Plasma." Physik der Plasmen 1.5 (1994): 1123-1127.

Die Elektronen in einem leitenden Metall werden manchmal als Elektronenplasma bezeichnet.

Zu Ihrer Frage nach der dauerhaften Speicherung von Energie dürfen wir nicht sagen "permanent", aber zumindest sagen "unendlich verlängert", dass die Speicherung von Energie einfach durch vertikales Stapeln möglich ist. Ich glaube, dass eine solche Betrachtung einer angeordneten Ladung für beide Polaritäten realistisch ist, wobei eine negative Ladung an den äußeren Grenzen einer Galaxie ein negatives Feld im Inneren erzeugt und ein solches Feld eine konzentrische positive Domäne einlädt und so weiter.

Ja. Wenn einer leitfähigen Kugel eine starke positive Ladung verliehen wird, wird gemäß dem Newton'schen Schalentheorem die daraus resultierende äußere Hülle von Protonen ein positives Feld im Zentrum des kugelförmigen Wirts präsentieren. Dieses Feld würde Protonen aus dem Zentrum treiben, um einen Cluster von Elektronen zu hinterlassen, der in dieses Feld eingetaucht ist.

Egal, dass Newton sein Theorem unter seiner Sorge um die Schwerkraft präsentierte. Ich erwarte auch nicht, dass mir eine Gesellschaft, die sich dem allgemeinen Konsens verschrieben hat, diese Argumentation billigt.

Die umgekehrte Polarität meines Beispiels passt zur Atomstruktur ohne Rücksicht auf eine vierte Kraft. Elektronenhüllen neutralisieren somit die gegenseitige Abstoßung von Kernprotonen.