Кіріспе

Плазмадағы зарядталған және бейтарап бөлшектердің арасындағы қозғалыс. Амбиполярлы диффузия (амбиполярлы: қарама-қарсы бағытта қозғалатын электрондар мен оң иондарға қатысты немесе олардан тұратын) – электр өрісі арқылы өзара әрекеттесуі нәтижесінде қарама-қарсы электр заряды бар оң және теріс бөлшектердің диффузиясы. Иондық кристалдарда диффузияланатын бөлшектердің ағындары байланысты, ал плазмада әртүрлі бөлшектер бірдей жылдамдықпен диффузияланады.

Плазмадағы диффузия

Плазма физикасында амбиполярлы диффузия квазинейтралдық тұжырымдамасымен тығыз байланысты. Көптеген плазмаларда иондарға әсер ететін күштер электрондарға әсер ететін күштерден өзгеше, сондықтан қарапайым түрде біреудің диффузия, конвекция немесе басқа да процестер арқылы екіншісінен жылдам тасымалданатынын күтуге болады. Егер мұндай дифференциалдық тасымалдауда дивергенция болса, онда ол заряд тығыздығының өзгеруіне алып келеді. Бұл өз кезегінде, бір немесе екі түрдің тасымалын теңестіретін электр өрісін тудырады. Ең қарапайым мысал – магниттелмеген вакуумда локалданып орналасқан плазма. (Инерциялық синтезді қараңыз.) Электрондар мен иондардың екеуі де сәйкес жылулық жылдамдықтарымен сыртқа қарай ағылады. Егер иондар салыстырмалы түрде суық болса, олардың жылулық жылдамдығы кішкентай болады. Электрондардың жоғары температурасы мен төмен массасының арқасында олардың жылулық жылдамдығы жоғары болады: Электрондар бастапқы көлемді қалдырғанда, олар иондардың оң зарядты тығыздығын қалдырады, бұл сыртқа бағытталған электр өрісін тудырады. Бұл өріс электрондарды баяулатып, иондарды жылдамдатады. Нәтижесінде иондар мен электрондардың екеуі де дыбыс жылдамдығымен сыртқа қарай ағылады, бұл электронның жылулық жылдамдығынан әлдеқайда кішкентай, бірақ көбінесе ионның жылулық жылдамдығынан үлкен. Астрофизикада "амбиполярлы диффузия" термині плазмадан бейтарап бөлшектердің ажыратылуын білдіреді, мысалы, жұлдыздың қалыптасуының бастапқы кезеңінде. Бұл жағдайда бейтарап бөлшектер көбінесе бұлттағы сутегі молекулалары болып табылады, егер олар плазмамен соқтығыспаса, гравитациялық құлдырауға ұшырайды. Плазма иондардан (көбінесе протондардан) және жұлдызаралық магнит өрісіне байланысқан электрондардан тұрады, сондықтан олар құлдырауға қарсы тұрады. Молекулалық бұлтта иондану үлесі өте төмен болғанда (миллионға бір бөлігі немесе одан да аз), бейтарап бөлшектер зарядталған бөлшектерге сирек кездеседі, сондықтан олардың құлдырауына толыққанды кедергі келтірілмейді (бұл қазіргі динамикалық құлдырау, еркін құлдырау емес) және жұлдызға айналады.