Les paramètres caractéristiques

Les plasmas sont constitués de populations d'électrons, d'ions et de neutres dont les intéractions peuvent être décrites par les paramètres suivants :

$\bullet$ la température T :

à chaque population de particules, on peut associer une fonction de distribution caractérisant la densité de probabilité de présence des particules dans un volume et dans l'espace des vitesses (cf. paragraphe précédent). La température est alors définie à partir d'un moment de la fonction de distribution suivant une équation d'état. Pour les plasmas composés de populations de neutres, d'ions et d'électrons, la température électronique (T$_{e} \sim$ 30000 K pour une pression de 1 Torr et une densité de 10$^{-9}$ g.cm$^{-3}$) est plus élevée que la température des ions ou des neutres (T$_{i} \sim$ T$_{n} \sim$ 300 K dans les mêmes conditions) ;

$\bullet$ les longueurs caractéristiques :

le libre parcours moyen est la distance moyenne entre deux collisions ; la longueur de Debye est la distance critique d'interaction collective, c'est-à-dire la distance au-delà de laquelle l'ion considéré est totalement écranté par les électrons (le potentiel de Debye d'interaction avec un autre ion devient négligeable) ; le rayon de giration est le rayon caractéristique du mouvement hélicoïdal des particules (électrons ou ions) dans un champ magnétique ;

$\bullet$ les fréquences caractéristiques :

la fréquence de collision est la fréquence moyenne entre deux collisions successives, on distingue les collisions électrons-ions ($\omega_{ei}$), électrons-neutres ($\omega_{en}$) et ions-neutres ($\omega_{in}$). La température des électrons étant très supérieure à la température des ions et des neutres, on a généralement $\tau_{ei} \sim \tau_{en} < \tau_{in}$ où $\tau$ est la période associée à la fréquence $\omega$ ; la fréquence plasma est la fréquence d'oscillation d'un plasma soumis à une perturbation locale de la densité électronique ;

$\bullet$ les vitesses caractéristiques :

la vitesse du son notée $c_{s} = \sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}}$ ; la vitesse d'Alfvén notée $v_{A} = \frac{B}{(\mu_{0} \rho)^{1/2}}$ ;

$\bullet$ le $\beta$ du plasma :

pour un plasma magnétisé, le paramètre $\beta$ représente le rapport de la pression cinétique p et de la pression magnétique $\frac{B^{2}}{2 \mu_{0}}$. Il indique si le plasma est dominé ou non par le champ magnétique. En particulier pour un $\beta « 1$, le champ magnétique prédomine sur la matière du plasma.