L’état plasma a été introduit pour la première fois dans le chemin non-linéaire de la découverte de l’électron sous le nom de radiant matter. En effet, c’est le physicien anglais, William Crookes, qui l’a nommé ainsi lors de ses expériences avec les tubes cathodiques en 1879, où il observait des plasmas. Toutefois, il aura fallu attendre que le récipiendaire du prix Nobel de chimie de 1932, Irving Langmuir, introduise le terme plasma en analogie avec le plasma sanguin afin d’avoir le nom employé à ce jour. Au fil des années, la physique des plasmas a su trouver diverses applications, entre autres en médecine, en modification de matériaux et en fusion nucléaire. Les lignes qui suivent porteront sur l’état plasma et la physique des plasmas à l’Université de Montréal.

D’abord, il est nécessaire de définir ce qu’est un plasma. La façon la plus simple de concevoir un plasma, c’est de s’imaginer un gaz ionisé où les atomes, les ions et les électrons entrent en collision entre eux. D’ailleurs, ce sont les espèces chargées qui vont permettre de donner une certaine structure à cet état via l'interaction électromagnétique. La lumière qui s’échappe du plasma provient d’une désexcitation d’un électron vers son niveau fondamental qui produit un photon d’une certaine longueur d’onde. Bien entendu, il doit d’abord y avoir une excitation pour qu’il y ait ensuite une désexcitation. Certains atomes entrent en collision avec des électrons qui acquièrent suffisamment d’énergie pour exciter d’autres électrons dans leur couche électronique. Pour produire des plasmas, on pourrait chauffer un gaz, mais les températures à atteindre sont démesurées. On injecte donc de l’énergie à l’aide d’un champ électrique ou magnétique afin de produire des plasmas. Cet état de la matière permet une foule d’applications, allant de la fusion nucléaire à la gravure de nanomatériaux.

L’Université de Montréal est l’une des deux universités canadiennes à offrir cette spécialité. De plus, un cheminement international est possible au niveau de la maîtrise avec l’Université Paul-Sabatier III. Le groupe de physique des plasmas de l’Université de Montréal se concentre sur l’étude des plasmas froids. Le groupe jouit d’une excellente réputation grâce à ses études spectroscopiques des plasmas, ainsi qu’à ses études sur l'interaction entre les matériaux et le plasma. Ainsi, il est autant possible d’étudier l’aspect fondamental de la physique des plasmas que l’aspect d’applications concrètes de cet état de la matière. Il est important de souligner que les procédés plasmas sont excessivement écologiques, car ils produisent peu de déchets, voire aucun.

Bref, la physique des plasmas fait appel à des notions de mécanique statistique, d'hydrodynamique, d’électromagnétisme, de mécanique quantique et de mécanique classique. Ce domaine riche permet de réinvestir une multitude de notions à la fois passionnantes et surprenantes.