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小学时，我的老师告诉我，物质存在三种可能的状态：固态、液态和气态。但其实，她没有提及的是一种特殊的电化气体——等离子体，这是第四种特别重要的物质状态。之所以我们较少提及，是因为在生活中我们很少遇到天然的等离子体，除非你有幸看到过北极光，或者是通过特殊的滤镜来观察太阳，又或是像我小时候那样——喜欢在雷雨天将头伸出窗外。然而，在日常生活中是稀缺品的等离子体，却占据了宇宙中可观测物质的 99% 以上（如果我们忽略暗物质的话）。等离子体物理学是一个丰富而多样的探究领域，与它相关的研究主要是由其在现实世界中的应用所推动的。

　　等离子体是什么？

　　那么首先，我们要如何才能制造出等离子体呢？想象一下，加热一个装满冰块的容器，并观察它从固体、到液体、再到气体的过程。随着温度的升高，水分子的运动会变得更加剧烈，并能越来越自由地移动。如果温度继续上升到 12，000 摄氏度，原子将开始分裂。电子将从原子核中剥离，留下的是被称为离子的带电粒子，它们会盘旋在产生的电子汤中。这便是等离子状态。

　　○ 常见的物质相有气体、液体和固体（中间三个），在高温中则有等离子体（最上），而在低温状态下，物质会呈现出我们从未见过的相。最下面显示的是量子凝聚。| 图片来源：Johan Jarnestad