Плазме: Плазма — Четвертое агрегатное состояние вещества (остальные: твердое, жидкое…

Содержание

Все, Что Вы Хотели Знать

Красота физических явлений порой завораживает

Многие из нас видели красивейшие электрические шары, внутри которых от центрального ядра ток по «воздуху» перемещается к стенкам. Зрелище завораживающее. Наверняка многим было интересно, какие процессы протекают внутри, и как создается такая красота.

Данный шар называется плазменным, и, соответственно, протекает электрический ток в плазме. Что это такое мы подробно расскажем в данной статье.

Плазма – четвертое состояние вещества

Переменный ток от плазменного шара заставляет светиться люминесцентную лампу

Итак, нашу статью мы разобьем на 3 части. В первой мы поговорим про «сухую» теорию, касаемую явления плазмы, во второй – расскажем о возможности протекания электрического тока через плазму на просторах вселенной, и в третьей – проведем собственные опыты и попытаемся сделать плазменный шар у себя дома, своими руками.

Что такое плазма

Что заставляет плазму проводить ток

Плазма представляет собой ионизированный газ, который образуется из заряженных ионов и электронов и из нейтральных атомов.

  • Одной из главных особенностей плазмы является ее квазинейтральность, то есть положительные и отрицательные частицы, из которых она состоит, находятся в одинаковом объеме.
  • Плазмой может стать любой газ, если составляющие его атомы потеряли электроны по какой-либо из причин.

Интересно знать! После того, как в газе не осталось нейтральных частиц, плазма становится полностью ионизированной.

  • По сути, газ и плазма не отличаются друг от друга, и это состояние считается естественным вообще для любого вещества. Давайте вспомним, что любое твердое вещество при нагревании начинает плавиться, становясь жидким. Если еще увеличить температуру, то начинается процесс испарения, превращения в газ.

Море плазмы

  • В случае молекулярных газов, таких как азот или водород, молекулы газа начинают распадаться на отдельные атомы при дальнейшем возрастании температуры. Этот процесс называется диссоциацией.
  • Продолжаем нагрев – газ начинает ионизироваться, то есть появляются свободные электроны и ионы. Именно эти заряженные частицы имеют способность проводить электрический ток. Отсюда можно вывести первое определение плазмы, как проводящего ток газа.

Интересно знать!  Нагревание – не единственный способ получить плазму. Также состояние плазмы у газов могут вызывать: космические лучи, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, проходящий пучок быстрых электронов и прочее.

Выходит, что плазма – это четвертое состояние вещества, больше всего походящее на газ, и ведущее себя точно также при многих условиях.

В плазменном телевизоре нет нагрева до экстремальных температур

  • Однако не всегда это утверждение верно, особенно в случае протекания по плазме электрического тока. Именно поэтому плазму вынесли, как четвертое состояние вещества.
  • Термин плазма был введен в обиход в 1923 году американскими физиками Тонгсом и Лэнгмюром. До этого момента этим словом называли лишь жидкий бесцветный компонент крови, живых тканей и молока.

Плазмотрон переменного тока создает поток плазмы

  • Данное состояние вещества, естественно, встречается в природе. В частности, ионосфера нашей планеты является слабоионизированной плазмой, а наше Солнце – плазма ионизированная полностью. Искусственную плазму в быту можно встретить в самых обычных газоразрядных лампах.

Плазма бывает двух типов:

  1. Низкотемпературная – температуры ниже 100000К;
  2. Высокотемпературная – температуры выше 100000К.

Для обоих видов характерны высокая электропроводность и сильное взаимодействие с окружающими электромагнитными и электрическими полями.

Интересно знать! Во вселенной 99% вещества – это и есть плазма.

На фото – изображение вселенной: космос наполнен плазмой

Если в сосуд, заполненный плазмой, поместить два электрода, то в случае наличия между ними электрического поля, ток потечет через плазму – отрицательные ионы двигаются к положительно заряженному электроду, и наоборот. При этом процесс сопровождается различными оптическими и тепловыми явлениями. Данное явление называется газовым разрядом.

Газовые разряды бывают нескольких типов:

Мощность тока при самостоятельном разряде невелика

  • Несамостоятельный разряд – если явление происходит только при постоянном внешнем воздействии, вызывающем ионизацию газа. Как только внешнее воздействие прекращается, ионы и электроны при столкновении снова превращаются в нейтральные молекулы вещества.
  • Самостоятельный разряд – продолжает гореть даже после прекращения действия внешнего ионизатора. Отличие от предыдущего состоит в том, что тут будет значительно выше сила тока, что происходит при увеличении напряжения между электродами.

Начиная с некоторой величины напряжения, сила тока расти перестает и становится равной силе насыщения Iн. Говорит это о том, что все заряженные частицы, которые появляются за некоторую единицу времени, оказываются вовлеченными в газовый разряд, простыми словами расти току больше некуда.

Ток переменный: трансформатор Николы Тесла создает мощный газовый разряд

Момент перехода от несамостоятельного к самостоятельному разряду сопровождается резким возрастанием силы тока – он называется электрическим пробоем газа. Процесс разряда в газе очень сложный и по законам, им управляющим, и по составу носителей тока.

Интересно знать! Газовый разряд подчиняется закону Ома лишь при небольших значениях силы тока и напряжения.

Во время протекания тока по плазме, в зависимости от ее состояния, можно выделить некоторые типы самостоятельного разряда. Наиболее важными среди них считаются следующие:

Виды самостоятельных разрядов: тлеющий

  • Тлеющий разряд – этот тип разряда возникает при разряженном газе внутри сосуда, то есть его давление ниже, чем атмосферное, и при сниженной температуре катода.

Тлеющий разряд в прозрачной трубке

Применяется этот тип разряда в различных лампах, неоновых трубках.

Дуговой разряд

  • Следующий тип называется дуговым. Происходит он между двумя электродами, например, угольными, которые на короткое время соприкоснулись, после чего были разведены в сторону. Похож он на яркий шнур. Процесс сопровождается мощным выбросом ультрафиолетового излучения.

Явление электрической дуги было открыто еще в 1802 году русским физиком В.В. Петровым, а практическое применение ей было найдено позже, в 1876 году. Сделал это П.Н Яблочков, доказав возможность использования для освещения и сварки металлов.

Искровой разряд

  • Искровой разряд возникает при высоких напряжениях и атмосферном давлении. Самым ярким примером является обычная молния. При этом разряд не горит долго, а появляется лишь на короткое время.

Коронный разряд

  • Ну, и последний – коронный разряд. Он также возникает при атмосферном давлении и высоком напряжении, но в отличие от искрового ему требуется неоднородное электрическое поле около электродов с кривой поверхностью, например провода или какого-нибудь острия.

Внешне он напоминает светящуюся корону, откуда и пошло его название. В природе данные разряды можно встретить в преддверии приближающейся грозы, когда светиться могут мачты кораблей, одинокие вершины деревьев, а иногда и поднятые руки людей. Данный разряд используется в электрических фильтрах газа.

Интересно знать! Если что-нибудь слышали про «огни святого Эльма», то знайте – это и есть коронные разряды. Церковь, воздвигнутая в честь этого святого в средние века, часто светилась на шпилях подобным образом.

Тот или иной тип разряда может быть как полезным, так и наоборот, доставить кучу проблем. Например, в сильноточных цепях при размыкании контактов может образоваться искровой и даже дуговой разряды. Чтобы этого не происходило, инженеры предусматривают специальные системы защиты – те же масляные переключатели.

Межзвездная плазма

Космос наполнен плазмой

Не так давно ученые  со всего света сходились во мнении, что межзвездное пространство является идеальным вакуумом. Более того, этой точки зрения до сих пор придерживаются многие специалисты, но как показывают последние исследования, это не совсем верно.

  • Космос пустым не является и пространство его наполнено плазмой, очень разряженной, но все-таки.
  • В основном это легкие молекулы гелия, водорода – их ионы и электроны. Концентрация составляет одну частицу на 1 кубический сантиметр, что в 1013 раз меньше, чем в земном воздухе.
  • Исследования космоса показали, что между небесными телами постоянно протекают токи Бикерланда, и этому никак не препятствует низкая концентрация плазмы, которая, как мы выяснили, является прекрасным проводником.
  • Среди ученых сегодня ведутся активные споры о заряде космической плазмы. Так, Хеннес Альфвен и Джеймс Маккэни считают ее практически нейтральной и лишь чуть-чуть позитивной. Это противоречит официальной теории о полной нейтральности солнечного ветра.
  • Впервые о положительно заряженной космической плазме, из которой состоит солнечный ветер, заявил еще в 1930 году геофизик и математик Сидни Чепмен. К такому же выводу пришел недавно в своих изысканиях лауреат нобелевской премии 1968 года Луис Альварес. Этого же мнения придерживаются многие именитые ученые по всему миру.

На фото – ток Бикерланда течет через космос

Поведение электрического тока в плазме

Электрические заряды сворачиваются в нити

Мы уже знаем, что разряд плазменного тока похож на светящуюся нить, соединяющую электроды. Почему происходит сворачивание, расскажет эта глава.

  • Чтобы данный феномен стал понятен, необходимо вспомнить курс школьной физики. В частности нас интересует электромагнетизм, и то, как генерируется электромагнитное поле.

Магнитное поле: правила правой и левой рук

  • На рисунке выше показано, как ток, протекающий через провод, создает перпендикулярное ему магнитное поле.
  • То же самое происходит и в плазме, но она, в отличие от жесткого провода, не имеет определенной формы.
  • Собирается плазма в пучки именно благодаря магнитному полю, то есть оно его стягивает, как бы в провод, и направляем в определенную точку. Данный тип нитевидных разрядов получил название ток Бикерланда.

Стягивание плазменного тока в шнур

  • А что произойдет, когда рядом окажутся две плазменные нити?
  • Магнитные поля от них сначала начинают притягиваться, стремясь слиться вместе. Но соединения нитей в одну не происходит, из-за того, что магнитные поля вращаются.
  • В результате взаимодействия нити обвиваются, создавая простейшую спираль. Образовавшаяся структура называется плазменным вихрем.

Структура плазменного вихря

  • Как только нити сближаются на достаточное расстояние, образуется некая сила отталкивания, которая не дает произойти слиянию потоков. При этом притяжение и отталкивание дают очень стабильную структуру, что и позволяет нитям удерживаться на некотором расстоянии. То есть ни слиться, ни разъединиться они не могут.
  • Данный феномен очень распространен в природе. С его помощью можно объяснить структуру ураганов, вихрей, вращение звезд, планет, форму галактик и многое, многое другое.

Плазменный шар у вас дома

Вы думаете, что для осуществления этой идеи нужно обладать знаниями по физике на уровне академии? Ничего подобного – вполне достаточно элементарных навыков в радиоэлектронике, ну, или хотя бы четкое следование инструкции, и знание основ безопасности. В общем, не суйте пальцы в розетку, и все будет хорошо.

Осторожно! В приборе будет высокое напряжение, не подпускайте к нему детей.

Для работы нам понадобятся:

Лампа накаливания

  • Самая обыкновенная лампа накаливания, которая, собственно, плазменным шаром и станет.

Лампа энергосберегающая

  • Люминесцентная энергосберегающая лампа – из нее мы извлечем плату.

Строчный трансформатор

  • Последней частью схемы будет строчный трансформатор, который можно достать из любого старого кинескопного телевизора.

Извлекаем трансформатор из ТВ

  • Определить положение трансформатора очень просто – вы узнаете его по характерной присоске, которая подсоединяется сзади к кинескопу телевизора.

Совет! Используем ТВС или ТДКС без конденсатора. Умножители брать нельзя, так как они очень опасны.

Разобранный корпус лампы

  • Из энергосберегающей лампы извлекается управляющая плата. Будьте предельно осторожны при разборе, чтобы не повредить колбу, так как в ней содержится опасная ртуть.
  • Чтобы отсоединить плату необходимо аккуратно отмотать проводки.
  • От платы будет отходить два провода – по ним подается питание на 220В из общественной сети. Соединяем их с любой вилкой, например, от того же телевизора.

Выводы платы

  • Далее нужно подключить трансформатор, но мы видим, что выводов 4, а нам нужно лишь 2, как быть? Переворачиваем плату и смотрим, куда идут дорожки от контактов.
  • Те выводы, которые идут только на конденсатор, нам не нужны. Конденсатор находится на 12 часов (красная деталь), на фото выше.
  • Припаиваем провода – так устройство будет безопаснее и надежнее.

Выводы трансформатора

  • С трансформатором все немного сложнее, ведь на нем много выводов, а нам по-прежнему нужно лишь два.
  • Для определения нужных поможет мультиметр.

Работа с тестером

  • Переводим прибор в режим измерения сопротивления, ставим один щуп на произвольный контакт, а вторым поочередно прозваниваем остальные, в поисках обмотки с наибольшим сопротивлением.
  • Полностью прозвонив один контакт, переходим ко второму, и так далее. В нашем случае нужными оказались 2 и 7 контакты. Подпаиваем к ним провода, тщательно все изолируем (лучше всего придумать какой-нибудь корпус) и можно к присоске подключать лампу накаливания.
  • Вот что мы получили в итоге.

Самодельный плазменный шар в действии

Перед вами самый что ни наесть настоящий плазменный шар. Но как это все работает?

Давайте попробуем разобраться:

  • Плата из лампочки повышает частоту сети с 50-ти до нескольких десяток тысяч Герц.

Интересно знать! Постоянный ток не сможет запитать плазменный шар.

  • Роль трансформатора сводится к увеличению напряжения с 220В до тех же десятков тысяч.
  • Высокое напряжение вызывает ионизацию инертного газа, который закачан в колбу лампы накаливания. Отсюда и появляется плазма.
  • Однако все видели, что к колбе можно прикоснуться и человека током при этом не ударит. Почему?
  • Секрет в том, что протекающие токи очень малы, несмотря на такое высокое напряжение, и они не могут нанести вреда. Опасным в данной конструкции является сетевое напряжение, которое мы так тщательно изолировали.
  • Теперь давайте возьмем лампу чуть большего размера.

Плазменный монстр

  • При мощности лампы в 1000 Вт получаем вот такой шар, который не уступит заводскому в яркости эффектов.

Интересно знать! При включении лампы от нее начинает пахнуть грозой!

С плазменным шаром можно провести ряд экспериментов:

Лампа горит без провода

  • Прикоснитесь к работающему плазменному шару люминесцентной или любой другой лампой, и вы увидите, что она начнет гореть. Отодвиньте лампу, но свечение никуда не денется, так как ток будет передаваться по воздуху без проводов.

Добыча огня

  • Можно добыть огонь, проложив между пальцем и колбой лист бумаги. Проскакивающие искры за секунды заставят бумагу гореть. Будьте осторожны при проведении этого опыта.

Плазменная музыка

  • Попробуйте также послушать музыку плазмы, коснувшись одним пальцем вывода от работающих колонок, а другим – самого шара.

Экспериментов можно придумать множество, и кто знает, какие свойства могут открыться именно вам.

Итак, мы разобрали электрический ток в газах и понятие о плазме. Надеемся, статья была интересной и полезной для вас. В дополнение просмотрите подобранное видео.

Плазма — Центр крови

Плазма крови представляет собой жидкость, в которой могут перемещаться клетки. С плазмой к клеткам организма доставляются питательные вещества, а из клеток, в свою очередь, выводятся продукты распада.

Плазма состоит главным образом из воды, белков и свертывающих веществ. Благодаря свертывающим веществам плазма, совместно с тромбоцитами, выполняет существенно важную функцию – способствует заживлению поврежденных кровеносных сосудов и остановке кровотечений.

Плазма, выделенная из донорской крови, подвергается шоковой заморозке в течение 24 часов после забора крови. Замороженная плазма хранится при температуре -25 °C (и более низкой) на протяжении трех лет.

Плазма переливается при нарушениях функции свертываемости крови и для восполнения массивных кровопотерь. Для переливания крови в больницах используется примерно половина собранного количества плазмы; остальная часть плазмы отправляется на фракционирование

Свежезамороженная плазма хранится при температуре -25 C и ниже до трех лет

Плазма – незаменимый источник лекарственных средств

Путем очищения, концентрирования и выделения составных частей плазмы (фракционирования) можно получить более 20 различных эффективных лекарственных препаратов. Они применяются при лечении многих заболеваний — таких как дефицит иммунитета, неврологические, инфекционные и аутоиммунные заболевания, сердечная недостаточность, астма, многократные прерывания беременности, кровоточивость и гемофилия.

В Эстонии тоже активно используются лекарственные препараты, приготовленные из плазмы, поскольку для большинства из этих препаратов не имеется искусственной альтернативы, а их важность для современной медицины трудно переоценить.

С начала декабря 2007 года Эстония, наряду с другими странами  Евросоюза, принимает участие в программе самообеспечения Европы продуктами крови. Благодаря этой программе страны, не имеющие возможности фракционировать свою плазму, могут обрабатывать плазму, полученную от своих доноров, в других государствах. Этим обеспечивается  экономное и бережное использование плазмы. Центр крови Северо-Эстонской региональной больницы отправляет плазму для фракционирования швейцарскому предприятию Octapharma AG.

Собственное фракционирование плазмы в Эстонии  прекратилось с 1997 года, поскольку процесс не соответствовал действующим европейским требованиям к производству лекарственных средств. Центры, занимающиеся фракционированием, требуют больших инвестиций. Кроме того, постоянно должны обновляться технологии. В малых и средних государствах содержать предприятия, занимающихся фракционированием, нецелесообразно; по этой же причине от свои центров обработки отказались даже и некоторые крупные государства, такие как, например, Франция и Канада.

В проекте сотрудничества с предприятием Octapharma AG учитываются количества плазмы, собираемой в Эстонии. На фракционирование направляется только та часть плазмы, которая остается неиспользованной эстонскими больницами, поэтому этот проект не наносит ущерба обеспеченности эстонских больниц плазмой. В то же время доноры могут быть уверены, что их кровь используется еще более экономно, для лечения как можно большего количества пациентов, потому что лекарственные препараты. изготовленные из их плазмы, возвращаются назад в Эстонию и идут на нужды эстонских пациентов.

Потребность в лекарственных препаратах, изготовленных из плазмы крови, постоянно растет как в Эстонии, так и во всем мире. Обнаруживаются все новые возможности их применения. Даже малое количество плазмы, собранное в Эстонии, является — с точки зрения Европы в целом — существенным и востребованным.

В Центре крови теперь освоена также и процедура плазмафереза, которая проводится на ул. Эдала. Посредством плазмафереза улучшается качество плазмы, переливаемой пациенту, ибо для пациента лучше, чтобы вся переливаемая плазма поступала от одного и того же донора. Метод афереза дает возможность собрать за один раз около 600 мл плазмы, тогда как для ее получения в таком же количестве из цельной крови потребовалось бы несколько доноров. Для донора процедура абсолютно безопасна!

Плазма в природе | Политех (Политехнический музей)

Плазма — самое распространенное состояние вещества во Вселенной. По сути, весь известный нам мир за пределами Земли заполнен плазмой. Однако много ли ее на нашей планете? Где мы можем найти плазму? Узнать об этом можно, посетив экспозицию Политехнического музея «Россия делает сама» на ВДНХ.

Плазма — это ионизированный газ. Иногда ее также называют четвертым агрегатным состоянием вещества: ведь когда газ становится плазмой, его свойства меняются. От некоторых его атомов отделяются электроны. Атомы в составе молекул, потерявшие их, превращаются в ионы. Ионы и электроны являются свободными электрическими зарядами, и их присутствие делает плазму великолепной проводящей средой. По сравнению с газом, она намного лучше взаимодействует с магнитными и электрическими полями. При этом некоторые атомы в плазме не теряют электроны и остаются нейтральными.

На самом деле, все люди видели плазму. Более того, почти все видят ее каждый день. Плазма — самое распространенное состояние вещества во Вселенной. Ею заполнено межгалактическое, межзвездное и межпланетное пространство. Звезды состоят из плазмы, и Солнце не исключение. Когда во время грозы ударяет молния, это тоже плазма. Молния возникает при сильной электризации облаков или земли и ионизации воздуха. Высокоскоростная фотосъемка позволила ученым определить, что она вовсе не является плотным потоком электрических зарядов, как считалось раньше. На самом деле, молния представляет собой полый плазменный канал, где ток сосредоточен в стенках, образуя так называемый скинслой — зону концентрации электричества. Напряжение в нем может достигать миллиарда вольт.

Землю окружает ионосфера, где атмосферные газы ионизируются и тоже превращаются в плазму под действием космических лучей — потоков элементарных частиц и ядер атомов, которые движутся с высокими энергиями и в случае с Землей исходят, в основном, от Солнца. На полюсах планеты поведение ионосферы определяется магнитным полем. Когда сюда ударяют другие потоки плазмы — солнечный ветер, который исходит от нашей звезды, — атомы и молекулы ионизированных газов возбуждаются, начинают светиться, и мы видим полярное сияние.

Наблюдение за обычным пламенем, будь то лесной пожар или зажженная спичка, также позволяет нам видеть плазму. В процессе горения газы раскаляются и происходит их слабая ионизация. Тем не менее, пламя начинает хорошо проводить электрический ток, только когда его температура очень высока, и газы ионизируются сильнее. На Земле в природных условиях это невозможно.

Посетители новой экспозиции Политехнического музея «Россия делает сама», открывшейся в павильоне №26 на ВДНХ, могут не только увидеть плазму, но и потрогать ее. Здесь установлен интерактивный экспонат с миниатюрными плазмотронами, «стреляющими» холодной плазмой. Если поднести к ним ладонь, можно ощутить легкие толчки воздуха и увидеть яркие белые вспышки. А после плазменной «бомбардировки» кожа будет пахнуть спичками.

Время работы экспозиции:
вт.-пт.: 10:00 — 20:00
сб.-вс.: 10:00 — 21:00
пн. – выходной день
Кассы закрываются за час до окончания работы выставки.
Стоимость билетов: 150−300 р.

IAP RAS — Nonlinear dynamics of high-frequency wave processes in plasma

В последние годы выполнен широкий цикл исследований по теории нелинейных волн, непосредственно ориентированный на эти приложения лазерной физики. Так, исследование нестационарного самовоздействия ультракоротких лазерных импульсов с учётом процессов релаксации нелинейности среды не только привело к дальнейшему развитию теории пространственно-временных коллапсов, но и позволило, в частности, показать, что эффект самоканалирования фемтосекундного лазерного импульса позволяет существенно увеличить протяжённость области с возбуждёнными им кильватерными колебаниями. Изучены также режимы волновых коллапсов в нелинейных средах с нормальной и аномальной дисперсией групповой скорости, включая образование областей сверхсильного поля в наиболее сложных режимах критического и фрактального коллапсов и реализацию режима множественного дробления пространственного ограниченного волнового пакета, приводящего к аномальному уширению спектра лазерного импульса. Численное моделирование динамики самовоздействия и проводимые эксперименты показывают, что уширение спектра при распространении излучения становятся порядка несущей частоты и, следовательно, общепринятое описание процессов на основе уравнений, типа нелинейного уравнения Шредингера (НУШ) становится недостаточным. Соответствующие обобщение на случай широкополосного излучения приводит к уравнениям типа Кадомцева – Петвиашвили, Хохлова – Заболотской. Оно учитывает дисперсию групповой скорости в широком диапазоне частот (от аномальной до нормальной) и нелинейность, которая содержит две части. Одна часть соответствует кубичной нелинейности, вторая определяется зависимостью групповой скорости волнового поля от интенсивности. Как и в случае НУШ, удаётся качественно (с помощью метода моментов, решений автомодельного типа) проанализировать особенности динамики самовоздействия. Они связаны с опрокидыванием волнового поля. В результате самофокусировка волнового поля сопровождается формированием резкого ударного фронта. Для иллюстрации показан процесс коллапса в условиях градиентной катастрофы.

В присутствии сильного лазерного поля происходит также существенное изменение характера электрон-ионных столкновений. При большом радиусе высокочастотных осцилляций электроны многократно возвращаются к иону и испытывают при этом фокусирующее действие кулоновского потенциала. Учёт этого эффекта приводит к изменению характеристик рассеяния. В частности показано, что, в отличие от традиционных представлений, частота электрон-ионных столкновений спадает с ростом амплитуды лазерного поля Е медленнее ( Е-2 вместо Е-3), т. е. эффективность джоулева нагрева плазмы не ослабевает с ростом интенсивности электромагнитной волны. Также возникают значительные эффекты генерации когерентного излучения на гармониках поля накачки, слабо зависящие от поляризации этого поля. Кроме того, электрон-ионные столкновения в сильных полях приводят к появлению высокоэнергичных частиц. Закон распределения таких частиц имеет универсальный вид для нерелятивистских и релятивистских интенсивностей поля накачки. В нерелятивистском пределе существует естественное ограничение на максимальную энергию таких частиц – удвоенная осцилляторная энергия частицы. Однако в ультрарелятивистском случае это ограничение может быть преодолено, и максимальная энергия частиц равна p3osc/m2c. На рисунке представлена теоретическая кривая распределения быстрых частиц и экспериментальные результаты различных авторов. Видно хорошее совпадение на протяжении многих порядков по энергии частиц.

В нелинейном плазменном эксперименте центр тяжести сместился в последние годы к исследованию физических процессов, играющих ключевую роль в активных экспериментах, связанных с воздействием мощных радиоволн на ионосферу и магнитосферу Земли. Полученные результаты по возбуждению плазменных волн и ускорению электронов в бесстолкновительной замагниченной плазме, а также по тепловому просветлению плотной непрозрачной плазмы под действием пучка электромагнитных волн, распространяющегося перпендикулярно магнитному полю, содержат важную информацию для интерпретации результатов натурных экспериментов по модификации ионосферы мощными радиоволнами.

Радиальные распределения плотности плазмы в различные промежутки времени при включенном импульсе накачки (–) и без неё (красным цветом)Плазменная камера стенда «Крот»

К моделированию волновых процессов в магнитосфере примыкают экспериментальное исследование каналирования вистлеров в неоднородных каналах (дактах) с повышенной или пониженной плотностью (по отношению к окружающей плотности замагниченной плазмы), а также эксперименты по исследованию сильной нижнегибридной турбулентности, в которых удалось наблюдать динамику модуляционной неустойчивости нижнегибридных колебаний и образование нижнегибридных кавитонов – НГ колебаний, захваченных в самосогласованные минимумы плотности. В качестве примера на рисунке представлены полученные на стенде «Крот» пространственные распределения плотности плазмы по радиусу плазменного столба на расстоянии 1 м от индуктора. В первые 300 мкс после импульса накачки наблюдалось формирование мелкомасштабных квазипериодических плазменных структур на размерах порядка радиуса возбуждающей антенны с характерной глубиной модуляции порядка 10–20% и размером несколько сантиметров. В дальнейшем образовавшиеся ямки плотности начинают расплываться и к концу импульса накачки сливаются, образуя на временах t < 500 мкс глобальный провал плотности плазмы в центральной области плазменного столба.

В Москве рассказали о ходе исследования антиковидной плазмы вакцинированных против COVID-19 доноров

В Москве 120 человек приняли участие в исследовании эффективности плазмы, полученной от вакцинированных доноров. Они были распределены на две группы: первая получила трансфузии плазмы от доноров-реконвалесцентов, а вторая – от вакцинированных против COVID-19 доноров. Об этом сообщили в пресс-службе Комплекса соцразвития столицы.

«В Москве продолжается исследование по применению плазмы от вакцинированных против COVID-19 доноров. За месяц в нем приняли участие 120 человек. 63 пациента опытной группы получили трансфузии плазмы от вакцинированных доноров, в то время как участники контрольной группы – от переболевших. Часть пациентов продолжают находиться под наблюдением врачей в стационарах, а некоторые уже выписаны. Город продолжает использовать сервисы единой цифровой платформы, которые уже зарекомендовали себя во время пандемии: посредством телемедицины ведется наблюдение за выписанными. Также исследователи сообщили, что у реципиентов не было выявлено осложнений после переливания. Поскольку исследование является слепым, конечные результаты об эффективности плазмы от вакцинированных доноров мы узнаем только после его завершения», – рассказали в пресс-службе Комплекса социального развития Москвы.

В столице в марте стартовало исследование по применению плазмы с антителами к коронавирусной инфекции, полученной от доноров после вакцинации от заболевания. По его завершении в московских клиниках будет принято окончательное решение о приглашении вакцинированных стать донорами плазмы и сформулированы критерии для отбора.

Переливание плазмы от выздоровевших после коронавируса людей начали применять в московских больницах в апреле 2020 года. За это время донорами стали 20 тысяч человек, которые сдали более 13 тонн плазмы.

Плазма применяется во всех стационарах города при лечении больных со средней и тяжелой формой коронавирусной инфекции. Переливание плазмы как один из потенциально эффективных методов лечения является составляющим комплексной терапии и входит в московский клинический протокол лечения больных новой коронавирусной инфекцией COVID-19. Эффект от процедуры достигается за счет того, что плазма содержит специфические антитела, которые помогают нейтрализовать вирус.

Более подробная информация для доноров плазмы после перенесенной коронавирусной инфекции – на сайте https://mosgorzdrav.ru/plazma.

Кристаллы в пылевой плазме | Наука и жизнь

В апреле 2005 года академик Владимир Евгеньевич Фортов получил престижную международную награду — золотую медаль имени Альберта Эйнштейна, присужденную ему за выдающийся вклад в развитие физической науки и международного научного сотрудничества. Научные интересы академика Фортова лежат в области физики экстремальных состояний вещества, включая плазму. Если не считать темную материю, плазма — самое распространенное состояние вещества в природе: по оценкам, в этом состоянии находится примерно 95% обычной материи во Вселенной. Звезды — это сгустки плазмы, ионизованного газа с температурой в десятки и сотни миллионов градусов. Свойства плазмы составляют основу современных технологий, область применения которых обширна. Плазма излучает свет в электроразрядных лампах, создает цветное изображение в плазменных панелях. В плазменных реакторах потоки плазмы используют для производства микросхем, упрочнения металлов и очистки поверхностей. Плазменные установки перерабатывают отходы и производят энергию. Физика плазмы — активно развивающаяся область науки, в которой по сей день совершаются удивительные открытия, наблюдаются необычные явления, требующие понимания и объяснения. Одно из интереснейших явлений, обнаруженных недавно в низкотемпературной плазме, — образование «плазменного кристалла», то есть пространственно-упорядоченной структуры из мелкодисперсных частиц — плазменной пыли.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

ЧТО ТАКОЕ ПЫЛЕВАЯ ПЛАЗМА?

Пылевая плазма представляет собой ионизованный газ, содержащий пылинки — частицы твердого вещества. Такая плазма часто встречается в космосе: в планетных кольцах, хвостах комет, межпланетных и межзвездных облаках. Она обнаружена вблизи искусственных спутников Земли и в пристеночной области термоядерных установок с магнитным удержанием, а также в плазменных реакторах, дугах, разрядах.

В лабораторных условиях пылевую плазму впервые получил американец Ирвинг Лэнгмюр еще в 20-х годах прошлого века. Однако активно изучать ее начали лишь в последнее десятилетие. Повышенный интерес к свойствам пылевой плазмы возник с развитием технологий плазменного напыления и травления в микроэлектронике, а также производства тонких пленок и наночастиц. Наличие твердых частиц, которые попадают в плазму в результате разрушения электродов и стенок разрядной камеры, не только приводит к загрязнению поверхности полупроводниковых микросхем, но и возмущает плазму, зачастую непредсказуемым образом. Чтобы уменьшить или предотвратить эти негативные явления, необходимо разобраться в том, как идут процессы образования и роста конденсированных частиц в газоразрядной плазме и как плазменные пылинки влияют на свойства разряда.

ПЛАЗМЕННЫЙ КРИСТАЛЛ

Размеры пылевых частиц относительно велики — от долей микрона до нескольких десятков, иногда сотен микрон. Их заряд может иметь чрезвычайно большую величину и превышать заряд электрона в сотни и даже в сотни тысяч раз. В результате средняя кулоновская энергия взаимодействия частиц, пропорциональная квадрату заряда, может намного превосходить их среднюю тепловую энергию. Получается плазма, которую называют сильнонеидеальной, поскольку ее поведение не подчиняется законам идеального газа. (Напомним, что плазму можно рассматривать как идеальный газ, если энергия взаимодействия частиц много меньше их тепловой энергии).

Теоретические расчеты равновесных свойств пылевой плазмы показывают, что при некоторых условиях сильное электростатическое взаимодействие «берет верх» над низкой тепловой энергией и заставляет заряженные частицы выстраиваться в пространстве определенным образом. Образуется упорядоченная структура, которая получила название кулоновского или плазменного кристалла. Плазменные кристаллы подобны пространственным структурам в жидкости или твердом теле. Здесь могут происходить фазовые переходы типа плавления и испарения.

Если частицы пылевой плазмы достаточно велики, плазменный кристалл можно наблюдать невооруженным глазом. В ранних экспериментах образование кристаллических структур регистрировали в системе заряженных частиц железа и алюминия микронных размеров, удерживаемых переменным и статическим электрическими полями. В более поздних работах произведены наблюдения кулоновской кристаллизации макрочастиц в слабоионизованной плазме высокочастотного разряда при низком давлении. Энергия электронов в такой плазме составляет несколько электронвольт (эВ), а энергия ионов близка к тепловой энергии атомов, которые имеют комнатную температуру (~ 0,03 эВ). Это связано с тем, что электроны более подвижны и их поток, направленный на нейтральную пылевую частицу, значительно превышает поток ионов. Частица «ловит» электроны и начинает заряжаться отрицательно. Этот накапливающийся отрицательный заряд в свою очередь вызывает отталкивание электронов и притяжение ионов. Заряд частицы меняется до тех пор, пока потоки электронов и ионов на ее поверхности не сравняются. В экспериментах с высокочастотным разрядом заряд пылевых частиц был отрицательным и довольно большим (порядка 104 105 электронных зарядов). Облако заряженных пылевых частиц зависало вблизи поверхности нижнего электрода, поскольку там устанавливалось равновесие между гравитационными и электростатическими силами. При диаметре облака в несколько сантиметров в вертикальном направлении число слоев частиц составляло несколько десятков, а расстояние между частицами — несколько сотен микрометров.

УПОРЯДОЧЕННЫЕ СТРУКТУРЫ В ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЕ…

В Институте теплофизики экстремальных состояний РАН (ИТЭС РАН) с 1991 года изучают пылевую плазму и создают разнообразные методы ее диагностики. Исследована пылевая плазма разных видов: термическая плазма, газоразрядная плазма тлеющего и высокочастот ного разрядов, фотоэмиссионная и ядерно-возбуждаемая плазма.

Термическая плазма, образующаяся в пламени газовой горелки при атмосферном давлении, имеет температуру от 1700 до 2200 К, причем температуры электронов, ионов и нейтральных частиц в ней равны. В потоке такой плазмы изучали поведение частиц диоксида церия (CeO2). Особенность этого вещества в том, что электроны довольно легко улетают с его поверхности — работа выхода электрона составляет всего около 2,75 эВ. Поэтому пылевые частицы заряжаются как потоками электронов и ионов из плазмы, так и за счет термоэлектронной эмиссии — испусканием электронов нагретой частицей, что создает положительный заряд.

Пространственные структуры макрочастиц анализировали при помощи лазерного излучения, дающего корреляционную функцию g(r), смысл которой состоит в следующем. Если зафиксировать расположение в пространстве одной из частиц, то функция показывает вероятность нахождения любой другой частицы на расстоянии r от данной. А это позволяет сделать вывод о пространственном расположении частиц — хаотическом или упорядоченном, характерном для жидкостных и кристаллических структур.

Типичные корреляционные функции g(r) для частиц CeO2 в аэрозольной струе при комнатной температуре и в плазме представлены на илл. 1. При высокой температуре плазмы (2170 K) и невысокой концентрации макрочастиц (б) корреляционная функция имеет почти такой же вид, как для струи обычного аэрозоля при комнатной температуре (а). Это означает, что частицы в плазме взаимодействуют слабо и образования упорядоченных структур не происходит. При меньшей температуре плазмы (1700 К) и более высокой концентрации частиц корреляционная функция принимает вид, характерный для жидкости: есть ярко выраженный максимум, что свидетельствует о наличии ближнего порядка в расположении частиц (в). В этом эксперименте положительный заряд частиц составлял величину около 1000 зарядов электрона. Относительно слабую упорядоченность структуры можно объяснить малым временем существования плазмы (около 20 тысячных долей секунды), за которое процесс формирования плазменного кристалла не успевает завершиться.

… И ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ

В термической плазме температура всех частиц одинакова, а в плазме тлеющего газового разряда ситуация иная — электронная температура много больше ионной. Это создает предпосылки для возникновения упорядоченных структур пылевой плазмы — плазменных кристаллов.

В тлеющем газовом разряде при определенных условиях возникают стоячие страты — неподвижные зоны неравномерной светимости, регулярно чередующиеся с темными промежутками. Концентрация электронов и электрическое поле сильно неоднородны по длине страты. Поэтому в голове каждой страты образуется электростатическая ловушка, которая при вертикальном положении разрядной трубки способна удержать мелкодисперсные частицы в области положительного столба разряда.

Процесс формирования структуры выглядит следующим образом: высыпанные из контейнера в разряд микронные частицы заряжаются в плазме и выстраиваются в структуру, сохраняющуюся сколь угодно долго при неизменных параметрах разряда. Лазерный луч подсвечивает частицы в горизонтальной или вертикальной плоскости (илл. 2). Образование пространственной структуры фиксирует видеокамера. Отдельные частицы можно видеть невооруженным глазом. В эксперименте использовали частицы нескольких типов — полые микросферы из боросиликатного стекла и частицы меламинформальдегида диаметром от одного до ста микрометров.

В центре страты образуется пылевое облако диаметром до нескольких десятков миллиметров. Частицы располагаются в горизонтальных слоях, образуя гексагональные структуры (илл. 3а). Расстояния между слоями составляют от 250 до 400 мкм, расстояния между частицами в горизонтальной плоскости — от 350 до 600 мкм. Функция распределения частиц g(r) имеет несколько ярко выраженных максимумов, что подтверждает существование дальнего порядка в расположении частиц и означает формирование кристаллической структуры, хотя плазменные пылевые кристаллы хорошо видны и невооруженным глазом.

Изменяя параметры разряда, можно влиять на форму облака частиц и даже наблюдать переход из кристаллического состояния в жидкость («плавление» кристалла) и затем в газ. Используя несферические частицы — нейлоновые цилиндры длиной 200-300 мкм, — удалось получить также структуру, подобную жидкому кристаллу (илл. 4).

ПЫЛЕВАЯ ПЛАЗМА В КОСМОСЕ

На Земле дальнейшему изучению плазменных кристаллов мешает сила тяжести. Поэтому было решено начать эксперименты в космосе, в условиях микрогравитации.

Первый эксперимент провели космонавты А. Я. Соловьев и П. В. Виноградов на российском орбитальном комплексе «Мир» в январе 1998 года. Им предстояло изучить образование упорядоченных плазменно-пылевых структур в невесомости под действием солнечного света.

В стеклянных ампулах, заполненных неоном, находились сферические частицы бронзы с цезиевым покрытием при давлениях 0,01 и 40 Торр. Ампулу устанавливали возле иллюминатора, встряхивали и регистрировали с помощью видеокамеры движение частиц, подсвеченных лазером. Наблюдения показали, что вначале частицы движутся хаотически, а затем появляется направленное движение, которое связано с диффузией плазмы на стенки ампулы.

Обнаружился еще один интересный факт: через несколько секунд после встряхивания ампулы частицы начинали слипаться, образуя агломераты. Под действием солнечного света агломераты распадались. Агломерация может быть связана с тем, что в начальные моменты освещения частицы приобретают разноименные заряды: положительные — за счет эмиссии фотоэлектронов, отрицательные — заряжаясь потоками плазменных электронов, эмитированных с других частиц, — и разноименно заряженные частицы слипаются друг с другом.

Анализируя поведение макрочастиц, можно оценить величину их заряда (около 1000 зарядов электрона). В большинстве случаев частицы образовывали только жидкостную структуру, хотя иногда и возникали кристаллы.

В начале 1998 года было принято решение о проведении совместного российско-германского эксперимента «Плазменный кристалл» на борту российского сегмента Международной космической станции (PC MKC). Постановку и подготовку эксперимента осуществляли ученые Института теплофизики экстремальных состояний РАН с участием Института внеземной физики Макса Планка (Германия) и Ракетно-космической корпорации «Энергия».

Основным элементом аппаратуры служит вакуумная плазменная камера (илл. 5), состоящая из двух стальных квадратных пластин и стеклянных вставок квадратного сечения. На каждой из пластин смонтированы дисковые электроды для создания высокочастотного разряда. В электроды встроены устройства для инжекции пылевых частиц в плазму. Вся оптическая система, включая две цифровые камеры и два полупроводниковых лазера для подсветки облака частиц, установлена на подвижной плите, которую можно перемещать, сканируя плазменно-пылевую структуру.

Были разработаны и изготовлены два комплекта аппаратуры: технологический (он же тренировоч ный) и полетный. В феврале 2001 года, после испытаний и предполетной подготовки на Байконуре, летный комплект доставили на служебный модуль российского сегмента МКС.

Первый эксперимент с частицами из меламинформальдегида выполнен в 2001 году. Ожидания ученых оправдались: впервые было обнаружено формирование трехмерных упорядоченных сильнозаряженных частиц микронного размера с большим параметром неидеальности — трехмерных плазменных кристаллов с гранецентрированной и объемно-центрированной решетками (илл. 7).

Возможность получать и исследовать плазменные образования различной конфигурации и протяженности возрастает, если использовать высокочастотный индукционный разряд. В области между однородной плазмой и ограничивающей ее стенкой или окружающим нейтральным газом можно ожидать левитации (зависания) как отдельных заряженных макрочастиц, так и их ансамблей. В цилиндрических стеклянных трубках, где разряд возбуждается кольцевым электродом, над плазменным образованием зависает большое число частиц. В зависимости от давления и мощности возникают либо устойчивые кристаллические структуры, либо структуры с колеблющимися частицами, либо конвективные потоки частиц. При использовании плоского электрода частицы зависают над дном наполненной неоном колбы и образуют упорядоченную структуру — плазменный кристалл. Пока что такие эксперименты проводятся в лабораториях на Земле и в условиях параболического полета, но в перспективе и эту аппаратуру планирует ся установить на МКС.

Уникальные свойства плазменных кристаллов (простота получения, наблюдения и контроля за параметрами, а также малые времена релаксации к равновесию и отклика на внешние возмущения) делают их прекрасным объектом при исследовании как свойств сильно неидеальной плазмы, так и фундаментальных свойств кристаллов. Результаты могут быть использованы для моделирования реальных атомарных или молекулярных кристаллов и изучения физических процессов с их участием.

Структуры макрочастиц в плазме — хороший инструмент и для прикладных задач, связанных с микроэлектроникой, в частности с удалением нежелательных частиц пыли при производстве микросхем, с конструированием и синтезом малого кристалла — нанокристалла, нанокластера, при плазменном напылении, с сепарацией частиц по размерам, разработкой новых высокоэффективных источников света, созданием электрических ядерных батарей и лазеров, рабочим телом в которых являются частицы радиоактивного вещества.

Наконец, вполне реально создание технологий, которые позволят осуществлять контролируемое осаждение взвешенных в плазме частиц на подложку и тем самым создавать покрытия с особыми свойствами, в том числе пористые и композитные, а также формировать частицы с многослойным покрытием из материалов с различными свойствами.

Возникают интересные задачи в микробиологии, медицине, экологии. Список возможного применения пылевой плазмы непрерывно расширяется.

Подписи к иллюстрациям

Илл. 1. Корреляционная функция g(r) показывает, с какой вероятностью можно найти другую частицу на расстоянии r от данной. Для частиц CeO2 в воздушной струе при комнатной температуре 300 К (а) и в плазме при температуре 2170 К (б) функция указывает на хаотичное распределение частиц. В плазме при температуре 1700 К (в) функция имеет максимум, то есть возникает структура, подобная жидкости.

Илл. 2. Установка для исследования пылевой плазмы в тлеющем разряде постоянного тока представляет собой вертикально ориентированную трубку, заполненную неоном при низком давлении, в которой создается тлеющий разряд. При определенных условиях в разряде наблюдаются стоячие страты — неподвижные зоны неравномерной светимости. Пылевые частицы содержатся в контейнере с сетчатым дном над областью разряда. При встряхивании контейнера частицы падают вниз и зависают в стратах, образуя упорядоченные структуры. Чтобы пыль была видна, ее подсвечивают плоским лазерным лучом. Рассеянный свет регистрируется видеокамерой. На экране монитора — видеоизображение плазменно-пылевых структур, полученное при освещении пылевых частиц лазерным пучком в зеленой области спектра.

Илл. 3. В тлеющем разряде возникает упорядоченная пылевая структура (а), которой соответствует корреляционная функция g(r) с несколькими выраженными максимума ми, характерными для кристалла (б).

Илл. 4. Удлиненные пылевые частицы (имеющие форму цилиндра) выстраиваются параллельно некоторой общей оси. Такое состояние называют плазменным жидким кристаллом по аналогии с молекулярными жидкими кристаллами, где имеется выделенное направление в ориентации длинных молекул.

Илл. 5. Вакуумная плазменная камера для изучения пылевой плазмы на Международной космической станции (МКС).

Илл. 6. В Институте теплофизики экстремальных состояний РАН сконструирована специальная установка для изучения плазменных кристаллов в высокочастотном разряде низкого давления. Кристаллическая структура хорошо видна при освещении пылевых частиц лазерными пучками в зеленой и красной областях спектра.

Илл. 7. Структуры пылевых частиц в трех горизонтальных слоях плазменно -пылевого образования: с объемно-центриро ванной решеткой (вверху), гранецентрированной решеткой (в центре) и с гексагональной плотной упаковкой (внизу).

Карантинизация плазмы — ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России

Компоненты крови, применяемые для переливания (трансфузии) сохраняют опасность заражения пациентов гемотрансмиссивными инфекциями (ВИЧ, ВИЧ, вирусные гепатиты В, С и др.). Это связано с тем, что скрытый период вирусоносительства (так называемое серонегативное окно) невозможно определить даже современными методами исследования крови доноров.

Взятую у донора цельную кровь разделяют на компоненты: эритроцитную взвесь и плазму. Но эритроцитная взвесь не может храниться долго и должна быть перелита вскоре после кроводачи. А вот плазму крови можно сохранять, и это ее свойство используется для дополнительной профилактики инфекций. Плазму замораживают сразу после получения и хранят в течение 6 месяцев при температуре –40 °C.

С целью обеспечения вирусной безопасности гемокомпонентов введен метод карантинизации свежезамороженной плазмы. Предпосылкой к организации карантинного хранения плазмы послужила возможность дачи крови лицами в период отсутствия клинических и лабораторных признаков инфекций, передающихся с кровью.

Метод карантинизации заключается в хранении плазмы при температуре –30…–40 °C с запретом использования ее на протяжении 6 месяцев до повторного обследования крови донора на отсутствие инфекций.

Метод карантинизации плазмы является действенным и надежным способом борьбы с распространением инфекций, передающихся с кровью.

Через 6 месяцев после донации донор цельной крови и донор плазмы должны сдать анализ на гемотрансмиссивные инфекции, или повторно сдать цельную кровь или один из компонентов крови. И только если все повторные анализы донора через полгода после донации снова покажут отсутствие инфекций, его плазму будут переливать нуждающимся пациентам.

Повторное обследование позволит донорам проконтролировать состояние своего здоровья и убедиться в том, что они были здоровы во время донации.

Всем донорам, сдающим цельную кровь и плазму для переливания и желающим помочь людям в трудной ситуации, необходимо помнить, что в случае их неявки для повторного обследования плазма не может быть использована с лечебной целью.

Ивермектин для плазменной терапии, вещи, которые больше не используются для лечения COVID

Пандемия COVID-19 — это вспышка заболевания, вызванная вирусом, принадлежащим к семейству вирусов Coronaviridae. Уже больше года весь мир все еще борется с вирусом. COVID-19 затронул десятки миллионов людей по всему миру и перевернул жизнь бесчисленного множества других. Вспышка каким-то образом бросила вызов системе здравоохранения, и медицинские эксперты применяют эффективные и устойчивые методы лечения для лечения людей.Практикующие врачи по всему миру перепрофилируют лекарства для контроля, предотвращения или лечения COVID-19. В настоящее время правительство отказывается от большинства методов лечения COVID, поскольку они оказались эффективными в снижении прогрессирования до тяжелого заболевания или смерти. Читайте также — Будет ли продолжена изоляция в Дели даже при сокращении числа случаев COVID? Главное объявление Кеджривала сегодня

После исключения плазмотерапии ивермектина из списка препаратов для лечения COVID Всемирная организация здравоохранения также исключила из этого списка Ремдесивир.В начале пандемии плазма крови и ремдесивир стали лучшими вариантами лечения. Это не единственное лечение, которое было исключено из лечения COVID. Также читайте — Бихар объявляет черный гриб эпидемией после сообщения о 117 случаях

Здесь мы подготовили список методов лечения и лечения, которые изначально были заявлены как наиболее эффективные для лечения COVID-19, но были отменены позже. Читайте также — Уттар-Прадеш продлевает частичный комендантский час в короне до 31 мая | Проверить, какие услуги разрешены

  • Плазмотерапия — Индийский совет медицинских исследований (ICMR) объявил, что плазмотерапия выздоравливающих пациентов для лечения пациентов с Covid-19 исключена из Руководства по клиническому ведению.ICMR-Национальная целевая группа по Covid-19 проголосовала за отмену плазмотерапии выздоравливающих для лечения Covid-19, сославшись на ее неэффективность и ненадлежащее использование в нескольких случаях.
  • Гидроксихлорохин (HCQ) — В начале пандемии, когда предпринимались лихорадочные усилия по разработке вакцины и врачи повсюду пытались контролировать распространение болезни, гидроксихлорохин или HCQ стал основным направлением деятельности. лечение. Противовирусное средство от малярии исчезло с полок на рынке.Появились сообщения о том, что HCQ неэффективен для тяжелобольных пациентов. Было замечено, что он не показал обширных результатов и также имел побочные эффекты.
  • Ивермектин — В нескольких штатах Индии прописан ивермектин, тогда как Всемирная организация здравоохранения рекомендовала не использовать ивермектин, пероральный препарат, который используется для лечения паразитарных инфекций для лечения COVID-19. Тем не менее, это лекарство внесено в список пересмотренного министерством здравоохранения Союза национального протокола лечения Covid для людей с легкими заболеваниями.«Безопасность и эффективность важны при использовании любого препарата по новому показанию. ВОЗ не рекомендует использовать «ивермектин» для лечения Covid-19, кроме как в рамках клинических испытаний », — написала в Твиттере Сумья Сваминатан.
  • Coronil — Таблетки Coronil Патанджали, которые продает гуру йоги Рамдев в качестве иммуностимулятора, заканчиваются с полок, хотя медицинские специалисты опровергли его заявления об эффективности, согласно Economic Times.

Плазменный бум Covid-19 закончился.Что мы узнали из этого?

Скотт Коэн находился на искусственной вентиляции легких, борясь за свою жизнь с Covid-19 в апреле прошлого года, когда его братья умоляли больницу Плейнвью на Лонг-Айленде ввести ему плазму крови выздоровевшего пациента.

Экспериментальное лечение было труднодоступным, но оно привлекало внимание в то время, когда у врачей было мало чего другого. После того, как онлайн-петиция собрала 18 000 подписей, больница передала г-ну Коэну, бывшему медику округа Нассау, настой бледно-желтого вещества, которое некоторые называют «жидким золотом».

В те ужасающие первые месяцы пандемии идея о том, что богатая антителами плазма может спасти жизни, обрела самостоятельную жизнь до того, как появились доказательства ее эффективности. Администрация Трампа, поддерживаемая сторонниками в элитных медицинских учреждениях, восприняла плазму как хорошую новость в то время, когда других было немного. Он выделил более 800 миллионов долларов организациям, участвовавшим в его сборе и администрировании, и поместил лицо доктора Энтони С. Фаучи на рекламные щиты, рекламирующие лечение.

Коалиция компаний и некоммерческих групп, в том числе клиника Майо, Красный Крест и Microsoft, мобилизовала средства для сбора пожертвований от людей, вылечившихся от COVID-19, и привлекла таких знаменитостей, как Сэмюэл Л. Джексон и Дуэйн Джонсон, актер, известный как Рок. Добровольцы, некоторые из которых были одеты в плащи супергероев, толпами приходили к банкам крови.

Г-н Коэн, который позже выздоровел, был одним из них. Он 11 раз сдавал собственную плазму.

Но к концу года убедительные доказательства наличия плазмы выздоравливающих не материализовались, что побудило многие престижные медицинские центры незаметно отказаться от нее.К февралю, когда количество заболевших и количество госпитализаций снизилось, спрос упал ниже уровня, накопленного в банках крови. В марте Центр крови Нью-Йорка позвонил г-ну Коэну, чтобы отменить его 12-ую встречу. Плазма ему больше не требовалась.

Год назад, когда американцы умирали от Covid угрожающими темпами, федеральное правительство сделало большую ставку на плазму. Никто не знал, подействует ли лечение, но оно казалось биологически правдоподобным и безопасным, и пробовать было нечего. В общей сложности более 722 000 единиц плазмы были распределены по больницам благодаря федеральной программе, которая заканчивается в этом месяце.

Ставка правительства не привела к блокбастеру лечения Covid-19 или даже достойному лечению. Но это действительно дало стране образование в реальном времени о подводных камнях, связанных с проверкой лечения в условиях чрезвычайной ситуации. Медицинская наука грязная и медленная. А когда лечение оказывается неэффективным, что часто бывает, самым сильным сторонникам бывает трудно отказаться от него.

Поскольку правительство давало плазму стольким пациентам вне контролируемых клинических испытаний, потребовалось много времени, чтобы измерить ее эффективность.В конце концов, исследования действительно показали, что при правильных условиях плазма может помочь. Но в настоящее время накоплено достаточно доказательств, чтобы показать, что широкая и дорогостоящая кампания по плазме крови в стране не принесла большого эффекта, особенно у людей, чьи болезни были достаточно запущены, чтобы доставить их в больницу.

В интервью трое федеральных чиновников здравоохранения — доктор Стивен М. Хан, бывший комиссар Управления по контролю за продуктами и лекарствами; Доктор Питер Маркс, ведущий F.D.A. регулятор; и доктор Х. Клиффорд Лейн, клинический директор Национального института здоровья, признали, что доказательства для плазмы ограничены.

«Данные не так уж и надежны, и мне кажется, что из-за них трудно испытывать энтузиазм по поводу того, что их продолжают использовать», — сказал д-р Лейн. N.I.H. недавно остановил амбулаторные испытания плазмы из-за отсутствия пользы.

Рекламные акции по плазме

Врачи уже более века используют антитела выздоровевших пациентов для лечения болезней, включая дифтерию, грипп 1918 года и лихорадку Эбола.

Итак, когда в прошлом году пациенты начали заболевать новым коронавирусом, врачи во всем мире обратились к старому резерву.

В США две больницы — Mount Sinai в Нью-Йорке и Houston Methodist в Техасе — вводили первые единицы плазмы пациентам с Covid-19 28 марта с разницей в несколько часов.

Доктор Николь М. Бувье, врач-инфекционист, который помог организовать плазменную программу Mount Sinai, сказал, что больница опробовала экспериментальное лечение, потому что переливание крови сопряжено с относительно низким риском причинения вреда. В связи с быстрым распространением нового вируса и отсутствием одобренных методов лечения «природа — намного лучший производитель, чем мы», — сказала она.

Когда гора Синай готовилась к введению плазмы пациентам, Дайана Беррент, фотограф, выздоравливала от Covid-19 в своем доме в Порт-Вашингтоне, штат Нью-Йорк. Друзья начали присылать ей призыв к донорам на горе Синай.

«Я понятия не имела, что такое плазма — я не посещала уроки естествознания со школы, — вспоминает г-жа Беррент. Но когда она изучала его историю во время предыдущих вспышек болезни, она зациклилась на том, как она могла бы помочь.

Она сформировала в Facebook группу выживших после COVID-19, которая выросла до более чем 160 000 участников и в конечном итоге стала организацией по защите здоровья, Survivor Corps.Она транслировала свои собственные сеансы пожертвований группе Facebook, что, в свою очередь, привело к увеличению пожертвований.

«Люди летели туда, чтобы сдавать друг другу плазму», — сказала она. «Это было действительно красиво».

Примерно в то же время Хаим Лебовиц, оптовый торговец обувью из Монси, штат Нью-Йорк, в сильно пострадавшем округе Рокленд, распространял информацию о плазме в своей ортодоксальной еврейской общине. Г-н Лебовиц позвонил нескольким знакомым раввинам, и вскоре тысячи ортодоксальных евреев прошли тестирование на антитела к коронавирусу и явились для сдачи пожертвований.Координировать все это было утомительно.

«Апрель, — со смехом вспоминал г-н Лебовиц, — был как 20 десятилетий».

Две разработки в этом месяце еще больше ускорили использование плазмы. Благодаря федеральному финансированию в размере 66 миллионов долларов FDA привлекла клинику Мэйо для запуска программы расширенного доступа для больниц по всей стране. И правительство согласилось покрыть административные расходы на сбор плазмы, подписав соглашения с Американским Красным Крестом и Американскими центрами крови.

Пресс-релизы, объявляющие об этих сделках, не привлекли такого яркого внимания средств массовой информации, как миллиардные контракты на вакцины против Covid-19, когда они прибыли позже летом.И правительство не раскрывает, сколько оно будет инвестировать.

Эти вложения оказались значительными. Согласно отчетам о контрактах, с апреля прошлого года правительство США выплатило 647 миллионов долларов Американскому Красному Кресту и Американским центрам крови.

«Программа выздоравливающей плазмы была предназначена для удовлетворения срочной потребности в потенциальной терапии на ранней стадии пандемии», — говорится в заявлении представителя департамента здравоохранения. «Когда заключались эти контракты, лечение было недоступно для госпитализированных пациентов с Covid-19.

Когда весна перешла к лету, администрация Трампа воспользовалась плазмой — как и непроверенным препаратом гидроксихлорохином — как многообещающим решением. В июле администрация объявила о проведении рекламной кампании стоимостью 8 миллионов долларов, «умоляющей американцев пожертвовать свою плазму и помочь спасти жизни». Блиц включал в себя рекламные ролики на радио и рекламные щиты с участием доктора Фаучи и доктора Хана, FDA. комиссар.

Коалиция по организации сбора плазмы начала формироваться, объединяя исследователей, федеральных чиновников и активистов, таких как г-жа Мисс.Беррент и г-н Лебовиц, а также крупные корпорации, такие как Microsoft и Anthem, о регулярных звонках, которые продолжаются по сей день. Некоммерческие банки крови и коммерческие компании по сбору плазмы также присоединились к сотрудничеству под названием Fight Is In Us.

В состав группы также входила Mitre Corporation, малоизвестная некоммерческая организация, получившая правительственный грант в размере 37 миллионов долларов для содействия донорству плазмы по всей стране.

У участников иногда были противоречивые интересы.В то время как банки крови собирали плазму для немедленной инфузии госпитализированным пациентам, коммерческим компаниям требовалось донорство плазмы для разработки собственного лечения Covid-19 на основе крови. Пожертвования в собственных центрах этих компаний также упали после национальных блокировок.

«Они не совсем ладят», — сказал Питер Ли, корпоративный вице-президент по исследованиям и инкубациям Microsoft, на виртуальном научном форуме в марте, организованном Scripps Research.

Microsoft была нанята для разработки инструмента поиска, встроенного на веб-сайт группы, для потенциальных спонсоров.Но компания взяла на себя более широкую роль «нейтрального посредника», — сказал д-р Ли.

Компания также предоставила доступ своему рекламному агентству, которое создало внешний вид кампании Fight Is In Us, которая включала видео-отзывы знаменитостей.

Отсутствие доказательств

В августе F.D.A. разрешила плазму для экстренного использования под давлением президента Дональда Трампа, который отчитал федеральных ученых за слишком медленное движение.

На пресс-конференции Др.Хан, комиссар агентства, существенно преувеличил данные, хотя позже он исправил свои замечания после критики со стороны научного сообщества.

В недавнем интервью он сказал, что участие г-на Трампа в разрешении на плазму сделало эту тему поляризующей.

«Никакого обсуждения науки и медицины, стоящих за этим, не произошло, потому что это стало политическим вопросом, а не медицинским и научным», — сказал д-р Хан.

Разрешение ликвидировало систему клиники Мэйо и открыло доступ к еще большему количеству больниц.Поскольку количество случаев Covid-19, госпитализаций и смертей резко возросло осенью и зимой, использование плазмы также увеличилось, согласно данным о национальном использовании, предоставленным Центрами крови Америки. К январю этого года, когда в Соединенных Штатах в среднем приходилось более 130 000 госпитализаций в день, в больницы вводили 25 000 единиц плазмы в неделю.

Многие общественные больницы, обслуживающие пациентов с низкими доходами, с небольшим количеством других вариантов и доступной плазмой, приняли это лечение. В системе Integris Health в Оклахоме предоставление пациентам двух единиц плазмы стало стандартной практикой в ​​период с ноября по январь.

Доктор Дэвид Чансолм, медицинский директор системы по профилактике инфекций, признал, что исследования плазмы показали, что плазма была «больше промахом, чем попаданием», но он сказал, что в прошлом году его больницам не хватало ресурсов более крупных учреждений, включая доступ к противовирусным препаратам. препарат ремдесивир. По словам доктора Чансольма, врачи с потоком пациентов — многие из которых латиноамериканцы и из сельских общин — отчаянно пытались лечить их всем, чем могли, и безопасным.

К осени накопление доказательств показало, что плазма не была чудом, как думали некоторые ранние бустеры.В сентябре Американское общество инфекционных заболеваний рекомендовало не использовать плазму у госпитализированных пациентов вне клинических испытаний. (В среду общество еще больше ограничило свои рекомендации, заявив, что плазму вообще не следует использовать у госпитализированных пациентов.) В январе долгожданное испытание в Великобритании было приостановлено досрочно, поскольку не было убедительных доказательств пользы для госпитализированных пациентов.

В феврале F.D.A. сузили разрешение на плазму, так что оно распространялось только на людей, которые находились на ранней стадии заболевания или не могли вырабатывать свои собственные антитела.

Д-р Маркс, Федеральное агентство по расследованию дел регулирующий орган, сказал, что, оглядываясь назад, ученые слишком медленно адаптировались к этим рекомендациям. По его словам, из предыдущих вспышек заболеваний они знали, что лечение плазмой, вероятно, будет лучше всего работать, если оно будет назначено на ранней стадии и когда оно содержит высокие уровни антител.

«Почему-то мы не отнеслись к этому так серьезно, как, возможно, следовало бы», — сказал он. «Если в этом и был урок, так это то, что история действительно может научить вас чему-то».

На сегодняшний день несколько медицинских центров практически перестали выдавать плазму пациентам.В Медицинском центре Университета Раша в Чикаго исследователи обнаружили, что многие госпитализированные пациенты уже вырабатывают собственные антитела, поэтому лечение плазмой будет излишним. Клиника Кливленда больше не применяет плазму в плановом порядке из-за «отсутствия убедительных доказательств эффективности», по словам доктора Саймона Мухи, врача интенсивной терапии.

А в начале этого года Mount Sinai перестала давать плазму пациентам вне клинических испытаний. Д-р Бувье сказала, что она отслеживала научную литературу и что там было «своего рода нагромождение» исследований, которые не показали никакой пользы.

«Вот что такое наука — это процесс отказа от старых гипотез в пользу более совершенной», — сказала она. Многие изначально многообещающие препараты не проходят клинические испытания. «Вот так и крошится печенье».

Будущее плазмы

Некоторые ученые обращаются к F.D.A. для отмены разрешения на экстренную помощь плазменной системы. Доктор Лучиана Борио, исполняющая обязанности главного научного сотрудника агентства при президенте Бараке Обаме, сказала, что пренебрежение обычными научными стандартами в чрезвычайной ситуации — то, что она назвала «пандемической исключительностью» — отняло драгоценное время и внимание от открытия других методов лечения.

«Исключительность пандемии — это то, что мы узнали из предыдущих чрезвычайных ситуаций, что приводит к серьезным непредвиденным последствиям», — сказала она, имея в виду то, как страны опирались на неадекватные исследования во время вспышки Эболы. С помощью плазмы, по ее словам, «агентство забыло уроки прошлых чрезвычайных ситуаций».

Хотя скудные данные показывают, что плазма поможет обуздать пандемию, группа преданных своему делу исследователей в известных медицинских учреждениях продолжает сосредотачиваться на узких обстоятельствах, в которых она может работать.

Доктор Артуро Касадеваль, иммунолог из Университета Джона Хопкинса, сказал, что многие испытания не увенчались успехом, потому что они проверяли плазму на очень больных пациентах. «Если их начнут лечить на ранней стадии, результаты всех испытаний будут стабильными», — сказал он.

Клиническое исследование в Аргентине показало, что раннее введение плазмы пожилым людям снижает прогрессирование Covid-19. А анализ программы Mayo Clinic показал, что пациенты, которым вводили плазму с высокой концентрацией антител, чувствовали себя лучше, чем те, кто не получал лечения.Тем не менее, в марте N.I.H. остановило испытание плазмы у людей, которые еще не были серьезно больны Covid-19, потому что агентство заявило, что это вряд ли поможет.

Поскольку большая часть медицинского сообщества признала ограниченные преимущества плазмы, даже Fight Is In Us начала смещать акценты. В течение нескольких месяцев на странице «клинических исследований» плазмы выздоравливающих преобладали благоприятные исследования и выпуски новостей, за исключением основных статей, в которых говорилось о незначительной пользе плазмы.

Теперь веб-сайт был переработан, чтобы более широко продвигать не только плазму, но и тестирование, вакцины и другие методы лечения, такие как моноклональные антитела, которые синтезируются в лаборатории и считаются более мощной версией плазмы.Его страница клинических исследований также включает больше отрицательных исследований плазмы.

Тем не менее, Fight Is In Us по-прежнему размещает рекламу в Facebook, оплачиваемую федеральным правительством, в которой выжившим после COVID-19 сообщается, что «внутри вас есть герой» и «Продолжайте борьбу». Рекламы призывают их сдать плазму, хотя большинство банков крови перестали ее собирать.

Два первых бустера плазмы, г-н Лебовиц и г-жа Беррент, также обратили свое внимание на моноклональные антитела.Как и в случае с плазмой прошлой весной, г-н Лебовиц помог увеличить признание моноклоналов в ортодоксальной еврейской общине, открыв информационную горячую линию, разместив объявления в ортодоксальных газетах и ​​создав сайты быстрого тестирования, которые также стали центрами инфузии. Координируя свои действия с федеральными чиновниками, г-н Лебовиц с тех пор поделился своими стратегиями с лидерами латиноамериканского сообщества в Эль-Пасо и Сан-Диего.

И г-жа Беррент работала с подразделением страховой компании UnitedHealth, чтобы подобрать подходящих пациентов — людей с сопутствующими заболеваниями или людей старше 65 лет — для этого лечения.

«Я верю в плазму по многим серьезным причинам, но если завтра вернется информация о том, что мармелад работает лучше, мы будем продвигать мармелад», — сказала она. «Мы здесь, чтобы спасать жизни».

Плазма выздоровевших пациентов оказалась бесполезной для пациентов больниц с COVID

Плазма выздоравливающих, введенная госпитализированным пациентам с COVID-19, не улучшила выживаемость или частоту выписки из больницы в течение 28 дней, потребность в инвазивной искусственной вентиляции легких или смерть, согласно данным самые последние результаты исследования рандомизированной оценки терапии COVID-19 (RECOVERY) в Соединенном Королевстве.

Результаты, опубликованные в конце прошлой недели в журнале The Lancet , служат дополнительным доказательством того, что богатая антителами плазма SARS-CoV-2, взятая у выживших после COVID-19, не приносит пользы тяжелобольным пациентам с коронавирусом. В исследовании RECOVERY оценивается несколько возможных методов лечения госпитализированных пациентов с COVID-19 в 177 учреждениях национальных служб здравоохранения.

Смерть, ИВЛ, выписка из больницы

Исследователи назначили 11,558 пациентам получать либо выздоравливающую плазму, либо обычную помощь в соотношении 1: 1 с 28 мая 2020 года по 15 января 2021 года.

Не было существенной разницы в 28-дневных показателях смертности (24% в обеих группах; соотношение показателей [ОР] 1,00) или в любой подгруппе пациентов, включая тех, у кого не обнаруживались антитела к SARS-CoV-2 при назначении лечения и у пациентов. лечили выздоравливающей плазмой в течение 4 дней после появления симптомов.

Плазма выздоравливающей плазмы также не оказала значительного влияния на долю пациентов, выписанных из больницы в течение 28 дней (66% в обеих группах; ОР, 0,99) или нуждающихся в ИВЛ после назначения лечения (29% в обеих группах; ОР, 0.99). Среднее время до выписки из больницы составило 12 дней для тех, кто получал плазму в период выздоровления, и 11 дней в группе обычного лечения.

Точно так же не было обнаружено различий в использовании вентиляции, успешном отлучении от инвазивной механической вентиляции, необходимости диализа или уровне смертности от конкретных причин.

Тяжелые аллергические реакции наблюдались менее чем в 1% обеих групп, и не было различий в возникновении внезапного ухудшения респираторного статуса, лихорадки, внезапного снижения артериального давления, гемолиза (разрыва или разрушения эритроцитов), аномального свертывания крови , или серьезные нарушения сердечного ритма.

Девять пациентов в группе выздоравливающей плазмы имели легочные реакции, включая три возможных смерти, связанных с переливанием крови, и у четырех пациентов развились лихорадка, аллергические реакции или низкое кровяное давление.

Пациентам было в среднем 63,5 года, а среднее время от появления симптомов до назначения исследуемого лечения составляло 9 дней. При рандомизации 5% пациентов получали инвазивную механическую вентиляцию легких, в то время как 87% получали дополнительный кислород (с неинвазивной респираторной поддержкой или без нее), 8% не нуждались в дополнительном кислороде и 92% получали кортикостероиды.Из 83% всех пациентов с исходными серологическими результатами у 38% не было доказательств наличия антител против SARS-CoV-2 при назначении лечения.

Взвешивание затрат, определение преимуществ

Авторы отметили привлекательность использования плазмы выздоравливающих у тяжелобольных пациентов с COVID-19, поскольку она стала доступной через несколько недель после возникновения пандемии, и ее широкое использование для этой цели вне клинических испытаний.

«До сих пор не было достаточных доказательств рандомизированных исследований для надежной оценки его безопасности и эффективности», — заключили авторы.

«В RECOVERY, крупнейшем клиническом исследовании плазмы выздоравливающих по любому инфекционному показанию, мы не нашли доказательств того, что плазма выздоравливающих с высоким титром улучшала выживаемость или другие заранее определенные клинические исходы у пациентов, госпитализированных с COVID-19. группы пациентов неизвестны, и их необходимо будет оценить в других рандомизированных клинических исследованиях с достаточной мощностью «.

В комментарии к тому же журналу Шон Лю, доктор медицинских наук, и Джудит Аберг, доктор медицины, оба из Медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке, сообщили, что госпитализировали пациентов с COVID-19 с нарушением опосредованной антителами болезни. иммунитет может еще выиграть от выздоравливающей плазмы.Но, учитывая значительные вложения доноров плазмы, банков крови и медицинских бригад в каждую инфузию плазмы выздоравливающих, следует тщательно продумать, принесет ли она какую-либо пользу.

«Будущие амбулаторные испытания плазмы выздоравливающих, возможно, необходимо будет сопоставить с терапией моноклональными антителами или гипериммунным иммуноглобулином, и критерии отбора должны будут четко определять популяцию, которая, скорее всего, получит пользу», — писали Лю и Аберг.

«Текущие и будущие исследования изучают следующий класс терапевтических средств COVID-19, включая низкомолекулярные противовирусные препараты, терапию моноклональными и поликлональными антителами нового поколения и иммуномодулирующие агенты.»

состояний материи: плазма | Live Science

Плазма — это состояние вещества, которое часто считают подмножеством газов, но эти два состояния ведут себя по-разному. Подобно газам, плазма не имеет фиксированной формы или объема и менее плотна, чем твердые тела или жидкости. Но в отличие от обычных газов, плазма состоит из атомов, в которых часть или все электроны удалены, а положительно заряженные ядра, называемые ионами, свободно перемещаются.

«Газ состоит из нейтральных молекул и атомов», — сказал Сюэдонг Ху, профессор физики в Университете Буффало.То есть количество отрицательно заряженных электронов равно количеству положительно заряженных протонов.

«Плазма — это заряженный газ с сильными кулоновскими [или электростатическими] взаимодействиями», — сказал Ху Live Science. Атомы или молекулы могут приобретать положительный или отрицательный электрический заряд, когда они получают или теряют электроны. Этот процесс называется ионизацией. Плазма состоит из Солнца и звезд, и это наиболее распространенное состояние материи во Вселенной в целом.

(Плазма крови, кстати, совсем другое дело.Это жидкая часть крови. По данным Американского Красного Креста, он на 92 процента состоит из воды и составляет 55 процентов объема крови.)

Заряженные частицы

Типичный газ, такой как азот или сероводород, состоит из молекул с нулевым чистым зарядом. давая объему газа в целом чистый заряд ноль. Плазма, состоящая из заряженных частиц, может иметь нулевой заряд по всему объему, но не на уровне отдельных частиц. Это означает, что электростатические силы между частицами в плазме становятся значительными, а также влияние магнитных полей.

Плазма, состоящая из заряженных частиц, может делать то, что не могут делать газы, например проводить электричество. А поскольку движущиеся заряды создают магнитные поля, они также могут быть в плазме.

В обычном газе все частицы ведут себя примерно одинаково. Итак, если у вас есть газ в контейнере и вы дадите ему остыть до комнатной температуры, все молекулы внутри будут, в среднем, двигаться с одинаковой скоростью, и если бы вы измерили скорость множества отдельных частиц, вы бы получили кривая распределения, многие из которых движутся около среднего, и только некоторые — особенно медленно или быстро.Это потому, что в газе молекулы, как бильярдные шары, ударяются друг о друга и передают энергию между собой.

Этого не происходит в плазме, особенно в электрическом или магнитном поле. Например, магнитное поле может создать популяцию очень быстрых частиц. Большинство плазмы недостаточно плотны, чтобы частицы могли часто сталкиваться друг с другом, поэтому магнитные и электростатические взаимодействия становятся более важными.

Говоря об электростатических взаимодействиях, поскольку частицы в плазме — электроны и ионы — могут взаимодействовать посредством электричества и магнетизма, они могут делать это на гораздо больших расстояниях, чем обычный газ.Это, в свою очередь, означает, что волны становятся более важными при обсуждении того, что происходит в плазме. Одна из таких волн называется волной Альфвена в честь шведского физика и лауреата Нобелевской премии Ханнеса Альфвена. Альфвеновская волна возникает, когда магнитное поле в плазме возмущается, создавая волну, которая распространяется вдоль силовых линий. В обычных газах этому нет аналогов. Возможно, что альфвеновские волны являются причиной того, что температура солнечной короны — тоже плазмы — составляет миллионы градусов, в то время как на поверхности она всего тысячи.

Еще одна особенность плазмы — то, что она может удерживаться на месте магнитными полями. Большинство исследований в области термоядерной энергии сосредоточено именно на этом. Чтобы создать условия для термоядерного синтеза, нужна очень горячая плазма — в миллионы градусов. Поскольку никакой материал не может содержать его, ученые и инженеры обратились к магнитным полям, чтобы выполнить эту работу.

Новое запатентованное устройство может использовать нагретый ионизированный воздух для остановки ударных волн, генерируемых взрывами. (Изображение предоставлено: Кхенг Гуан То / Shutterstock.com)

Плазма в действии

Одно место, где вы можете увидеть плазму в действии, — это люминесцентная лампочка или неоновая вывеска. В этих случаях газ (неон для знаков) подвергается воздействию высокого напряжения, и электроны либо отделяются от атомов газа, либо выталкиваются на более высокие энергетические уровни. Газ внутри колбы становится проводящей плазмой. Возбужденные электроны, которые возвращаются на свои предыдущие уровни энергии, испускают фотоны — свет, который мы видим в неоновой вывеске или люминесцентной лампе.

Плазменные телевизоры работают точно так же.Газ — обычно аргон, неон или ксенон — вводится в герметичный зазор между двумя стеклянными панелями. Через газ проходит электрический ток, который заставляет его светиться. По данным eBay, плазма возбуждает красный, зеленый и синий люминофор, которые в сочетании дают определенные цвета.

[На нашем дочернем сайте TopTenReviews также обсуждается принцип работы плазменных телевизоров .]

Еще одно применение плазмы — плазменные шары, которые заполнены смесями благородных газов, которые производят цвета «молнии» внутри них, когда электрический ток ионизирует газ.

Другой пример плазмы — полярные сияния, окружающие полюса, когда солнце особенно активно. Солнечный ветер — это поток заряженных частиц (в основном протонов), которые попадают в магнитное поле Земли. Эти частицы, будучи заряженными, следуют за линиями магнитного поля и движутся к полюсам, где они сталкиваются и возбуждают в воздухе атомы, в основном кислород и азот. Как неоновая вывеска, возбужденные атомы кислорода и азота излучают свет.

Следите за LiveScience в Twitter @livescience .Мы также на Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

плазма | Физика, состояние вещества и факты

Плазма , в физике, электропроводящая среда, в которой имеется примерно равное количество положительно и отрицательно заряженных частиц, образующихся при ионизации атомов в газе. Иногда его называют четвертым состоянием вещества, отличным от твердого, жидкого и газообразного состояний.

Отрицательный заряд обычно переносится электронами, каждый из которых имеет одну единицу отрицательного заряда. Положительный заряд обычно переносится атомами или молекулами, у которых отсутствуют те же самые электроны. В некоторых редких, но интересных случаях электроны, отсутствующие в одном типе атома или молекулы, присоединяются к другому компоненту, в результате чего образуется плазма, содержащая как положительные, так и отрицательные ионы. Самый крайний случай этого типа происходит, когда маленькие, но макроскопические частицы пыли становятся заряженными в состоянии, называемом пылевой плазмой.Уникальность состояния плазмы обусловлена ​​важностью электрических и магнитных сил, действующих на плазму, в дополнение к таким силам, как гравитация, влияющим на все формы материи. Поскольку эти электромагнитные силы могут действовать на больших расстояниях, плазма будет действовать как жидкость, даже когда частицы редко сталкиваются друг с другом.

Почти вся видимая материя во Вселенной существует в состоянии плазмы, преимущественно в этой форме на Солнце и звездах, а также в межпланетном и межзвездном пространстве.Полярные сияния, молнии и сварочные дуги — тоже плазма; плазма существует в неоновых и люминесцентных лампах, в кристаллической структуре металлических твердых тел и во многих других явлениях и объектах. Сама Земля погружена в разреженную плазму, называемую солнечным ветром, и окружена плотной плазмой, называемой ионосферой.

Плазма может быть создана в лаборатории путем нагрева газа до чрезвычайно высокой температуры, которая вызывает такие сильные столкновения между его атомами и молекулами, что электроны отрываются, давая необходимые электроны и ионы.Аналогичный процесс происходит внутри звезд. В космосе преобладающим процессом образования плазмы является фотоионизация, при которой фотоны солнечного света или звездного света поглощаются существующим газом, вызывая испускание электронов. Поскольку Солнце и звезды светят непрерывно, практически вся материя в таких случаях становится ионизированной, а плазма считается полностью ионизированной. Однако это не обязательно, поскольку плазма может быть только частично ионизированной. Полностью ионизированная водородная плазма, состоящая исключительно из электронов и протонов (ядер водорода), является наиболее элементарной плазмой.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Современная концепция состояния плазмы возникла недавно, только в начале 1950-х годов. Его история переплетается со многими дисциплинами. Три основных направления исследований внесли уникальный ранний вклад в развитие физики плазмы как дисциплины: электрические разряды, магнитогидродинамика (в которой изучается проводящая жидкость, такая как ртуть) и кинетическая теория.

Интерес к явлениям электрического разряда можно проследить еще в начале 18 века, когда три английских физика — Майкл Фарадей в 1830-х годах и Джозеф Джон Томсон и Джон Сили Эдвард Таунсенд заложили основы. настоящего понимания явлений.Ирвинг Ленгмюр ввел термин «плазма» в 1923 г. при исследовании электрических разрядов. В 1929 году он и Леви Тонкс, другой физик, работавший в Соединенных Штатах, использовали этот термин для обозначения тех областей разряда, в которых могли происходить определенные периодические изменения отрицательно заряженных электронов. Они назвали эти колебания плазменными колебаниями, их поведение напоминало желеобразное вещество. Однако только в 1952 году, когда два других американских физика, Дэвид Бом и Дэвид Пайнс, впервые рассмотрели коллективное поведение электронов в металлах в отличие от поведения в ионизированных газах, общая применимость концепции плазмы была полностью оценена.

Коллективное поведение заряженных частиц в магнитных полях и концепция проводящей жидкости подразумеваются в магнитогидродинамических исследованиях, основы которых были заложены в начале и середине 1800-х годов Фарадеем и Андре-Мари Амперами из Франции. Однако только в 1930-х годах, когда были открыты новые солнечные и геофизические явления, были рассмотрены многие из основных проблем взаимодействия ионизированных газов и магнитных полей. В 1942 году шведский физик Ханнес Альвен представил понятие магнитогидродинамических волн.Этот вклад, наряду с его дальнейшими исследованиями космической плазмы, привел к получению Альфвена Нобелевской премии по физике в 1970 году.

Понять, как работает лазер PHELIX

Узнайте о PHELIX (петаваттный высокоэнергетический лазер для экспериментов с тяжелыми ионами) лазер в Центре исследований тяжелых ионов GSI им. Гельмгольца в Дармштадте, Германия. PHELIX используется для исследований плазмы и атомной физики.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Посмотреть все видео к этой статье

Эти два отдельных подхода — изучение электрических разрядов и изучение поведения проводящих жидкостей в магнитных полях — были объединены введением кинетической теории состояние плазмы.Эта теория утверждает, что плазма, как и газ, состоит из частиц, находящихся в беспорядочном движении, взаимодействие которых может происходить посредством дальнодействующих электромагнитных сил, а также посредством столкновений. В 1905 году голландский физик Хендрик Антоун Лоренц применил кинетическое уравнение для атомов (формулировка австрийского физика Людвига Эдуарда Больцмана) к поведению электронов в металлах. Различные физики и математики в 1930-х и 1940-х годах развили кинетическую теорию плазмы до высокой степени изощренности.С начала 1950-х годов все больше внимания уделяется самому состоянию плазмы. Исследование космоса, разработка электронных устройств, растущее осознание важности магнитных полей в астрофизических явлениях и поиски управляемых термоядерных (термоядерных) энергетических реакторов — все это стимулировало такой интерес. Многие проблемы остаются нерешенными в исследованиях физики космической плазмы из-за сложности явлений. Например, описание солнечного ветра должно включать не только уравнения, касающиеся эффектов гравитации, температуры и давления, необходимые в атмосферных науках, но также уравнения шотландского физика Джеймса Клерка Максвелла, которые необходимы для описания электромагнитного поля.

Пожертвовать плазму COVID-19 | FDA

Español

Если вы полностью излечились от COVID-19, возможно, вы сможете помочь пациентам, которые в настоящее время борются с инфекцией, пожертвовав свою плазму.

Поскольку вы боролись с инфекцией, ваша плазма теперь содержит антитела COVID-19. Эти антитела предоставили вашей иммунной системе один из способов борьбы с вирусом, когда вы были больны, поэтому ваша плазма может быть использована, чтобы помочь другим бороться с болезнью.


Что такое плазма выздоравливающих?

Выздоравливающий — это любой, кто выздоравливает от болезни. Плазма — это жидкая желтая часть крови, содержащая антитела. Антитела — это белки, вырабатываемые организмом в ответ на инфекции. Плазма выздоравливающих пациентов, которые уже вылечились от коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), может содержать антитела против COVID-19. Предоставление этой выздоравливающей плазмы госпитализированным людям, которые в настоящее время борются с COVID-19, может помочь им выздороветь.FDA выдало разрешение на экстренное использование плазмы выздоравливающих для использования у госпитализированных пациентов с COVID-19, и в настоящее время исследуются возможности лечения COVID-19. На основании имеющихся научных данных FDA пришло к выводу, что этот продукт может быть эффективным при лечении COVID-19 и что известные и потенциальные преимущества продукта перевешивают известные и потенциальные риски продукта для госпитализированных пациентов с COVID-19.


Я полностью выздоровел от COVID-19. Могу ли я пожертвовать плазму?

Сдать кровь и плазму, чтобы изменить ситуацию

Людям, которые полностью выздоровели от COVID-19 в течение как минимум двух недель, рекомендуется рассмотреть возможность сдачи плазмы, которая может помочь спасти жизни других пациентов.Плазма выздоравливающих пациентов с COVID-19 должна собираться только у выздоровевших людей, если они имеют право сдавать кровь. Лица должны иметь предыдущий диагноз COVID-19, подтвержденный лабораторным тестом, и соответствовать другим требованиям донора. У пациентов должно быть полное исчезновение симптомов не менее чем за 14 дней до сдачи крови. Отрицательный результат лабораторного анализа на активную болезнь COVID-19 не требуется для получения права на донорство.


Как я могу сдать плазму выздоравливающих?

Доступно несколько ресурсов, касающихся вариантов донорства плазмы выздоравливающих в вашем районе.Чтобы узнать больше и найти ближайший к вам сайт:


У меня не было COVID-19. Чем я могу помочь?

Можно подумать о сдаче крови! Одна сдача крови может спасти до трех жизней. Пандемия COVID-19 вызвала беспрецедентные проблемы с кровоснабжением США. Донорские центры испытали резкое сокращение количества донорских пожертвований из-за внедрения социального дистанцирования и отмены сборов крови. Кровь необходима каждый день для обеспечения жизненно необходимого лечения самых разных пациентов.Вы можете помочь обеспечить доступность крови для пациентов, найдя ближайший к вам центр донорства крови, чтобы запланировать сдачу крови. На нескольких сайтах также есть информация о сдаче плазмы.


Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о работе FDA по ускорению доступа к этому безопасному и потенциально полезному лечению COVID-19 см. Рекомендации по исследованию плазмы выздоравливающих от COVID-19.

См. Дополнительные ресурсы по COVID-19 для медицинских работников.

  • Текущее содержание с:

  • Регулируемые продукты

    Тема (и) здравоохранения

Плазмотерапия выздоравливающих — клиника Мэйо

Обзор

Плазменная терапия выздоравливающих (kon-vuh-LES-unt PLAZ-muh) использует кровь людей, выздоровевших после болезни, чтобы помочь другим выздороветь.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) выдало экстренное разрешение на плазмотерапию выздоравливающих с высокими уровнями антител для лечения COVID-19 . Его можно использовать для некоторых госпитализированных людей, заболевших COVID-19 , которые либо на ранней стадии заболевания, либо с ослабленной иммунной системой.

Кровь, сданная людьми, вылечившимися от COVID-19 , содержит антитела к вызывающему его вирусу. Сданная кровь обрабатывается для удаления клеток крови, оставляя после себя жидкость (плазму) и антитела.Их можно давать людям с COVID-19 , чтобы повысить их способность бороться с вирусом.

Продукты и услуги

Показать больше товаров от Mayo Clinic

Зачем это нужно

Плазмотерапия в период выздоровления может быть назначена людям с COVID-19 , которые находятся в больнице и находятся на ранней стадии заболевания или имеют ослабленную иммунную систему.

Плазмотерапия выздоравливающих может помочь людям вылечиться от COVID-19 .Это может уменьшить тяжесть или сократить продолжительность заболевания.

Пожертвования плазмы, необходимые для лечения COVID-19

Если вы излечились от COVID-19, подумайте о сдаче плазмы, чтобы помочь другим бороться с болезнью.

Риски

Кровь использовалась для лечения многих других заболеваний. Обычно это очень безопасно. Риск заражения COVID-19 из плазмы выздоравливающих еще не исследован.Но исследователи считают, что риск невелик, потому что доноры полностью излечились от инфекции.

Плазмотерапия выздоравливающих имеет некоторые риски, такие как:

  • Аллергические реакции
  • Повреждение легких и затрудненное дыхание
  • Инфекции, такие как ВИЧ и гепатиты B и C

Риск таких инфекций низкий. Сданная кровь должна быть проверена на безопасность. У некоторых людей могут быть легкие осложнения или они могут отсутствовать совсем. У других людей могут быть тяжелые или опасные для жизни осложнения.

Чего можно ожидать?

Ваш врач может рассмотреть вопрос о плазмотерапии в период выздоровления, если вы находитесь в больнице с COVID-19 и находитесь на ранней стадии заболевания или у вас ослаблена иммунная система. Если у вас есть вопросы о плазмотерапии выздоравливающих, спросите своего врача.

Ваш врач закажет выздоравливающую плазму, совместимую с вашей группой крови, у местного поставщика крови вашей больницы.

Перед процедурой

Перед плазмотерапией в период выздоровления ваша медицинская бригада подготовит вас к процедуре.Член медицинской бригады вводит стерильную одноразовую иглу, подсоединенную к трубке (внутривенной или внутривенной), в вену на одной из ваших рук.

Во время процедуры

Когда плазма поступает, стерильный пакет с плазмой прикрепляется к пробирке, и плазма капает из пакета в пробирку. Процедура занимает от 1 до 2 часов.

После процедуры

После получения плазмы выздоравливающего вы будете находиться под пристальным наблюдением.Ваш врач запишет вашу реакцию на лечение. Он или она может также записать, как долго вам нужно оставаться в больнице и нужны ли вам другие методы лечения.

Результаты

Пока не известно, будет ли плазмотерапия в период выздоровления эффективным лечением COVID-19 . Вы можете не ощутить никакой пользы. Однако эта терапия может помочь вам вылечиться от болезни.

Данные нескольких клинических испытаний, исследований и национальной программы доступа предполагают, что плазма выздоравливающих с высоким уровнем антител может уменьшить тяжесть или сократить продолжительность COVID-19 у некоторых людей при введении на ранней стадии заболевания или у людей с ослабленным иммунитетом. системы.Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, будет ли плазмотерапия в период выздоровления эффективным лечением COVID-19 .

Клинические испытания

Изучите исследования клиники Mayo, посвященные тестам и процедурам, которые помогают предотвратить, выявлять, лечить или контролировать состояния.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *