Plasma – der vierte Aggregatzustand der Materie
Neben den drei Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig gibt es einen weiteren Zustand, in den Materie durch Zufuhr von Energie überführt werden kann – das Plasma. Durch thermische, elektrische oder durch die Energie elektromagnetischer Strahlung können die Atome eines Gases ionisiert werden, sodass neben den neutralen Gasatomen oder -molekülen Kationen und freie Elektronen vorliegen. Führt man solchen ionisierten und somit auch elektrisch leitfähigen Gasen kontinuierlich weitere Energie zu, so entwickelt sich unter bestimmten Rahmenbedingungen ein chaotischer Zustand von Zusammenstößen hochenergetischer Teilchen, wodurch sich die Energie im gesamten energieversorgten Volumen des Gases verteilt und immer wieder neue elektronische Anregungs- und Ionisationsprozesse auftreten. Ein Plasma ist also ein ganz oder teilweise ionisiertes Gas, welches hochenergetische Teilchen enthält.
Beim Blick in den sternklaren Nachthimmel sehen wir das von den Spektroskopikern so begehrte Resultat derartiger Plasmaprozesse. Jeder leuchtende Stern im Weltall – wie auch unsere Sonne – befindet sich im Plasmazustand. Der vierte Aggregatzustand ist also wohl der mit Abstand häufigste Zustand im Universum.
Die dort hoch angeregten Elementarbestandteile der Sterne emittieren große Mengen an Strahlungsenergie, von sehr kurzwelligen und energiereichen Gammastrahlen bis zu den langwelligen Radiowellen. In diesem elektromagnetischen Strahlungsspektrum ist auch der relativ kleine Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm enthalten, der für das menschliche Auge als Licht wahrgenommen wird.
Plasmen weisen je nach den Rahmenbedingung, unter denen sie entstehen, unterschiedlichsten Eigenschaften auf. Abbildung 1 gibt einen groben Überblick welche Arten von Plasmen bei welchen Elektronendichten und Temperaturen auftreten.

Abbildung 1: Plasmen gibt es in vielen verschiedenen Arten, deren Eigenschaften vorrangig durch ihre Elektronendichten und Temperaturen bestimmt werden. Analytische genutzte Plasmen finden sich im grün eingekreisten Bereich.