雙極性擴散

電子和正離子由於濃度梯度向管壁擴散。由於電子質量小速度快，擴散的也快。於是電子和正離子之間形成電場，產生負反饋作用，使電子速度變慢，離子速度變快。最終兩者以相同速度向管壁擴散，此即為雙極性擴散。 ^[1] 

在不含磁場的真空中，等離子體的電子和離子都會各自以一定的速度向外進行熱運動。由於温度是物體內分子間平均動能的一種表現形式，温度高的粒子的熱運動速率大，反之，温度低的粒子熱運動速率小。

由於電子有較高的温度和較低的質量，它們的熱運動速度將會很大。當電子離開所處的位置時，帶正電荷的正離子就會落後，從而形成指向外部的電場。這個電場會在電子和正離子之間產生一個電場力。根據牛頓第三定律，這個力會使電子的速度減小，使離子速度增大。這個過程最終會達到一種穩定的狀態，即電子和粒子都會以比電子的熱運動的速率小而比離子的熱運動速率大的音速向外運動。 ^[1] 

在天體物理學中，雙極性擴散特指中性粒子從星系形成的等離子中解離。此時的中性粒子主要是星雲中的氫分子——如果沒有碰撞耦合形成等離子體，它們之間會發生重力坍縮作用。 ^[1] 

等離子體（又稱電漿）是在固態、液態和氣態以外的第四大物質狀態，其特性與前三者截然不同。

氣體在高温或強電磁場下，會變為等離子體。在這種狀態下，氣體中的原子會擁有比正常更多或更少的電子，從而形成陰離子或陽離子，即帶負電荷或正電荷的粒子。氣體中的任何共價鍵也會分離。

由於等離子體含有許多載流子，因此它能夠導電，對電磁場也有很強的反應。和氣體一樣，等離子體的形狀和體積並非固定，而是會根據容器而改變；但和氣體不一樣的是，在磁場的作用下，它會形成各種結構，例如絲狀物、圓柱狀物和雙層等。

等離子體是宇宙重子物質最常見的形態，其中大部分存在於稀薄的星系際空間（特別是星系團內介質）和恆星之中。

等離子體從質量和體積上都是宇宙中最常見的物質相態。大部分來自太空的可見光都源於恆星，而恆星是由等離子體所組成，其温度所對應的輻射含較強的可見光。更宏觀地來看，宇宙絕大部分普通物質（即重子物質）都位於星系際空間，同樣是由等離子體組成，其温度則高得多，主要輻射X-射線。儘管如此，如果納入普通物質以外所有類型的能量，那麼在全宇宙的總能量密度中，就有96%不屬於普通物質（進而也不是等離子體），而是冷暗物質和暗能量。

1937年，漢尼斯·阿爾文論證，如果宇宙充斥着等離子體，這些物質就會產生電流，從而產生星系尺度上的磁場。在獲得諾貝爾物理學獎後，他又強調：

要了解某個等離子體區域內的各種現象，既要測繪出磁場，又要測繪出電場和電流。太空中佈滿了縱橫交錯的電流網絡，能夠在大尺度乃至非常大尺度上傳遞能量和動量。這些電流往往會縮成絲狀或表面電流，後者很有可能會使太空──星際和星系際空間──形成一種胞狀結構。

太陽和其他恆星一樣是由等離子體所組成。其最外層稱為日冕，是温度約為10K的等離子體，從太陽表面開始向整個太陽系擴張，充斥行星際空間，並止於日球層頂。在日球層頂以外，也充斥着等離子體星際介質。連無法直接觀測的黑洞相信也是通過吸入吸積盤中的等離子體而壯大的，而且和由發光等離子體所組成的相對論性噴流有緊密的聯繫，如延伸5千光年之遙的室女A星系噴流。

等離子體中如果有塵粒，淨負電荷會積累在塵粒上，這些塵粒的性質類似於質量很大的陰離子，且可以視為等離子體的一個組成部分。 ^[2]