プラズマは気体の一部と考えられることが多い物質の状態ですが、この2つの状態は非常に異なる振る舞いをします。 気体と同様に、プラズマは決まった形や体積を持たず、固体や液体よりも密度が小さい。 しかし、通常の気体とは異なり、プラズマは電子の一部または全部が剥ぎ取られ、イオンと呼ばれる正電荷の原子核が自由に動き回っている原子で構成されている。

「気体は、中性の分子と原子でできています」と、バッファロー大学の物理学教授であるXuedong Hu氏は言います。 つまり、負に帯電した電子の数は正に帯電した陽子の数と等しいのです。

「プラズマは荷電ガスで、強いクーロン相互作用があります」と、Hu氏はLive Scienceに語っています。 原子や分子は、電子を得たり失ったりすると、正または負の電荷を帯びることができます。 この過程は電離と呼ばれる。 プラズマは太陽や星を構成しており、宇宙全体では最も一般的な物質の状態である。

（ちなみに、血漿はまったく別のものです。 血液の液体部分である。

荷電粒子

窒素や硫化水素のような典型的な気体は、正味電荷がゼロの分子でできており、気体の体積全体が正味電荷ゼロとなる。 プラズマは荷電粒子でできているので、体積全体では正味の電荷がゼロでも、個々の粒子のレベルではゼロにならないことがある。 つまり、プラズマ中の粒子間の静電気力が大きくなり、また磁場の影響も受ける。

プラズマは荷電粒子でできているので、気体にはできないこと、たとえば電気を通すことができます。 また、電荷が動くと磁場が発生するので、プラズマも磁場を持つことができます。

普通の気体では、すべての粒子はほぼ同じように振る舞います。 ですから、容器に気体を入れて室温まで冷やすと、中の分子はすべて平均して同じ速度で動きます。もし、たくさんの個々の粒子の速度を測定すると、多くの粒子は平均に近く、ほんの少数の粒子が特に遅くあるいは速く動く分布曲線になるでしょう。 これは、気体の中では分子がビリヤードの玉のように互いにぶつかり合い、エネルギーを伝達し合うからです。

プラズマでは、特に電場や磁場では、そのようなことは起こりません。 磁場は、例えば非常に速い粒子の集団を作ることができる。 ほとんどのプラズマは粒子同士が頻繁に衝突するほど密度が高くないので、磁気や静電気の相互作用がより重要になるのです。

静電相互作用について言えば、プラズマ中の粒子（電子やイオン）は電気や磁気を介して相互作用することができるので、普通の気体よりもはるかに大きな距離で相互作用することができるのです。 つまり、プラズマを語る上で波動が重要になるのです。 スウェーデンの物理学者でノーベル賞受賞者のハネス・アルフェンにちなんで名づけられた「アルフェーン波」と呼ばれる波がそれです。 アルヴェーン波とは、プラズマ中の磁場が乱れたときに、磁力線に沿って波が発生する現象です。 通常の気体には、このような波が存在しない。 同じプラズマである太陽コロナの温度が数百万度であるのに対し、地表では数千度しかないのは、アルヴェーン波が原因である可能性があります。

プラズマのもう一つの特徴は、磁場によってその場に留まることができることです。 核融合発電の研究の多くは、まさにそれを実現することに主眼を置いています。 核融合の条件を整えるには、数百万度という非常に高温のプラズマが必要です。 このプラズマを閉じ込めることができる材料がないため、科学者や技術者は磁場にその役割を託しているのです。