Perché studiare i Plasmi
(Image from NASA)
Sono la forma più comune di materia nell’universo visibile.
Offrono l’opportunità di studiare affascinanti questioni scientifiche:
Per le loro applicazioni tecnologiche:
Gli studi e le applicazioni dei plasmi includono:
Dusty Plasmas
- Per es., nel nostro sistema solare, oltre il 90% della massa totale è in forma di plasma (cioè, il Sole).
Offrono l’opportunità di studiare affascinanti questioni scientifiche:
- I plasmi sono spesso sistemi complessi fortemente non-lineari e tuttavia auto-organizzati. Questo accomuna lo studio dei plasmi a quello di altri sistemi complessi e auto-organizzati quali i nano-materiali e i sistemi biologici complessi.
Per le loro applicazioni tecnologiche:
- Nella industria della microelettronica, si usano plasmi per fabbricare i collegamenti elettrici sub-micrometrici presenti in tutti i moderni dispositivi elettronici.
- Nella industria dell’illuminazione, i plasmi sono la sorgente luminosa per tutte le lampade a fluorescenza.
- Nella produzione di energia dalla fusione nucleare.
Gli studi e le applicazioni dei plasmi includono:
- Plasmi astrofisici - stelle, vento solare, nebulose
- Plasmi terrestri - aurore, fulmini, magnetosfere planetarie
- Plasmi industriali - lavorazioni al plasma, illuminazione per fluorescenza, scariche ad arco
- Plasmi di fusione - produzione di energia dalla fusione nucleare
Dusty Plasmas
- In tutti i casi elencati è divenuto sempre più evidente che spesso il plasma coesiste con particelle materiali macroscopiche (“dust grains”), generalmente di dimensioni sub-micrometriche e micrometriche, che si caricano elettricamente e che interagiscono con gli ioni e gli elettroni del plasma, modificandone il comportamento.
- A causa di questa loro onnipresenza, lo studio dei plasmi con polveri (“dusty” o “complex” plasmas) è recentemente divenuto uno dei campi a più rapida crescita della fisica dei plasmi.
Grani di polvere raccolti da un tokamak di medie dimensioni
Schema per la produzione di DP in laboratorio
Melammina (C3H6N6), d = 3.11 micron (Tipici grani per esperimenti di laboratorio)