Viele Bücher über Plasmaphysik (Chen, Goldston, Lieberman) sagen, dass Quasineutralität erfüllt sein muss, damit die fragliche Materie ein Plasma ist. Wir wissen jedoch, dass es nicht neutrale Plasmen gibt. Warum also erheben so viele Bücher diesen Anspruch?
Früher wurden die meisten Plasmen durch Entladungen in Gasen oder dergleichen erzeugt. Dies kann für lange Zeit (mindestens Sekunden) ein Plasma bleiben. Wenn es nicht quasi neutral wäre, würde die angesammelte Ladung Ionen stark von Elektronen wegziehen und die Plasmen explodieren lassen. Das ist der Grund, warum Bücher diese Behauptung aufstellen, und sie ist in vielen Fällen immer noch wahr.
Heutzutage können Plasmen so erzeugt werden, dass die Explosionszeit länger ist als die Zeit, die zu ihrer Erzeugung benötigt wird. Beispielsweise können Sie mit Lasern Plasmen in weniger als einer Pikosekunde erzeugen, und diese Plasmen können nicht neutral sein.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein nicht neutrales Plasma mit elektrischen und magnetischen Feldern einzuschließen.
Beachten Sie, dass einige Leute Plasmen nur als neutral bezeichnen oder sie sogar nur dann als Plasmen bezeichnen, wenn sie vollständig ionisiert sind. Es ist nur eine Frage der Definition, und alte Bücher können verwirrend sein.
Ich denke nicht, dass Quasineutralität "eine erforderliche Bedingung" ist, sondern eine Eigenschaft der meisten Plasmen.
Quasineutralität ist die Tendenz von Plasmen, elektrische Neutralität zu erreichen. Dies bedeutet, dass, wenn ein neutrales Plasma (mit einer gleichen Anzahl von Elektronen und Ionen) einen Bereich mit einer geringen elektrischen Ladung erzeugen sollte, die elektrische Kraft (a) enorm ist ( Zeit größer als die Gravitationskraft) und (b) die Ladungen sehr mobil sind, dann würden Ladungen dazu neigen, sich zu bewegen, um ein Ladungsungleichgewicht auszugleichen.
Die Beschreibung legt nahe, dass dies eine „Tendenz“ ist, da die Quasineutralität verletzt werden kann und geladene Bereiche in „ Doppelschichten “ und „ Teilchenstrahlen “ zu finden sind.
Quasi-Neutralität wird nur bei Bulk-Plasma beobachtet. Obwohl es in großen Maßstäben neutral erscheint, wissen wir auch, dass die Bewegung der Ladungsträger in kleineren Maßstäben EM-Felder und elektrische Ströme erzeugt, die sein Verhalten weiter beeinflussen. In Wirklichkeit existiert im Weltraum kein solcher Zustand, da das Plasma nicht in kleinen Glasgefäßen eingeschlossen ist und sich in ständiger Bewegung befindet.
QMechaniker