相対論的プラズマ

物理学における相対論的プラズマとは、粒子の質量と速度に対する相対論的補正が重要なプラズマのことです。このような補正は、通常、かなりの数の電子が0.86 c (ローレンツ因子=2)を超える速度に達したときに重要になります。 ${\displaystyle \gamma}$

このようなプラズマは、ガスを非常に高温に加熱するか、高エネルギー粒子ビームの衝突によって生成されます。熱分布関数を持つ相対論的プラズマの温度は、約 260 keV、つまり 3.0 GK (華氏 55 億度)を超え、約 10% の電子が存在します。これらの温度は非常に高いため、ほとんどの相対論的プラズマは小さく、短時間で、多くの場合、相対論的ビームが何らかのターゲットに衝突した結果です。(より日常的に言えば、「相対論的プラズマ」は、観測者に対して光速のかなりの割合で移動する通常の冷たいプラズマを指す場合があります。) ${\displaystyle \gamma >2}$

相対論的プラズマは、2 つの粒子ビームが光速に匹敵する速度で衝突したときや、超新星の中心部で発生することがあります。電子以外の粒子が相対論的となるほど高温のプラズマはさらに稀です。これは、他の粒子の方が質量が大きく、光速のかなりの部分まで加速するにはより多くのエネルギーが必要になるためです (約 10% の陽子は481 MeV - 5.6 TKの温度でそのようになります)。クォーク - グルーオン プラズマを実現するには、さらに高いエネルギーが必要です。 ${\displaystyle \gamma >2}$

プラズマが相対論的領域に近づくにつれて生じるその挙動の主な変化は、非相対論的プラズマを記述する方程式と衝突および相互作用断面積に対するわずかな修正である。方程式は、電子陽電子対（または最高温度における他の粒子）の 対生成を考慮するために修正が必要になる場合もある。

大きな電位降下と層分離を伴うプラズマ二重層は、電子を相対論的な速度まで加速し、シンクロトロン放射を生成する可能性があります。

• レーザー航跡場加速

• Physics Today Vol 56 No. 3、p. 16（2003年3月）。
• Physics Today Vol 56 No. 6、p. 47（2003年6月）。