TẠI SAO NÓI ĐẲNG IÔN LÀ TRẠNG THÁI THỨ TƯ CỦA VẬT CHẤT?
Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, chúng ta nhìn thấy vật chất xuất hiện ở ba thể: thể lỏng, thể rắn và thể khí. Nước là một ví dụ điển hình, nước là thể lỏng, khi ở 0oC, nước sẽ biến thành thể rắn - băng, nhưng khi ở 100oC, nước sẽ biến thành thể khí hơi nước. Thể lỏng, thể khí, thể rắn là ba thể tồn tại của vật chất, sự chuyển hóa lẫn nhau giữa chúng xảy ra ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường.
Nếu nhìn từ kết cấu vi mô của vật chất, chúng ta có thể dựa vào sự sắp xếp dường như có thứ tự của các hạt sơ cấp cấu tạo nên vật chất như nguyên tử, phân tử, lôn để phân biệt ba trạng thái của vật chất. Hạt sơ cấp cấu tạo nên vật chất thể rắn sắp xếp thành những ''ô vuông'' ngăn nắp, mỗi hạt sơ cấp ở trên đỉnh của ''ô vuông'', đây là trạng thái có thứ tự nhất. Nếu tăng nhiệt độ cho vật chất ở thể rắn, những hạt sơ cấp ở đỉnh ''ô vuông'' sau khi nhận được năng lượng ở bên ngoài, thậm chí bắt đầu rời khỏi đỉnh, vì thế trạng thái rắn sẽ trở thành trạng thái lỏng, với thứ tự sắp xếp các hạt sơ cấp tương đối hỗn loạn. Cũng như vầy khi tiếp tục tăng nhiệt cho khối vật chất ở trạng thái lỏng, khi đến một nhiệt độ nhất định, đường như tất cả những hạt sơ cấp đều trở thành các hạt ''tự do tự tại'', thứ tự sắp xếp ban đầu không thể tồn tại được nữa, vì thế xuất hiện trạng thái khi, đây là trạng thái không có thứ tự nhất.
Ở đây, chắc chắn sẽ có một câu hỏi, khi chúng ta tiếp tục tăng nhiệt độ cho khối vật chất ở trạng thái khí thì trạng thái khí có chuyển sang một trạng thái mới không? Thực nghiệm đã chứng minh, khi nhiệt độ tăng tới mấy nghìn độ trở lên, những điện tử trong nguyên tử của khối vật chất ở thể khí cũng sẽ thoát khỏi sự ràng buộc của hạt nhân nguyên tử mà biến thành những iôn mang điện dương, quá trình này được gọi là sự điện li, khối khí sau khi điện li đã không còn là khối khí ban đầu nữa tuy chúng đều ở trạng thái trung hòa về điện, nhưng sự điện li làm cho thứ tự của những nguyên tử khí ban đầu là trung hòa (mặc dù thứ tự này yếu hơn của thể rắn và lỏng) lại một lần nữa bị phá vỡ, sau khi điện, thành phần cơ bản của khối khí là điện tử, iôn và nguyên tử trung hòa vì thế trạng thái này không thể quy về ba trạng thái đã nói ở trên, mà là trạng thái thứ tư của vật chất, nó được gọi là trạng thái đẳng iôn. Thông thường, các phân tử, nguyên tử khí chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng, nhưng khối khí ở trạng thái đẳng iôn, điện tử còn xuất hiện một rung động tập thể, đặc biệt là khi đưa khối khí ở trạng thái đăng iôn vào trong từ trường, rung động này chịu ảnh hưởng và khống chế của từ trường, đây là sự khác biệt cơ bản giữa khối khí ở trạng thái đẳng iôn và khối khí bình thường.
Những vùng xung quanh trái đất, nhiệt độ tương đối thấp, không có sẵn những điều kiện để có thể tạo ra trạng thái đẳng iôn nhưng dưới những điều kiện đặc biệt, trên trái đất cũng có thể sinh ra những thể đẳng iôn. Ví dụ mùa hè có sét, đó chính là không khí sau khi bị điện li, sinh ra các khối khí đẳng iôn và các khối khí này phát ra ánh sáng, đèn neon rực rỡ màu sắc ở đầu phố cũng là do đẳng iôn sinh ra ánh sáng.
Trong vũ trụ có hơn 99,9% vật chất là đẳng iôn, mặt trời chính là một khối cầu lửa chứa đầy đẳng iôn. Vì thế trạng thái đẳng iôn lại là một hình thức tồn tại của vật chất, nhưng con người thật là may mắn khi sinh sống tại trái đất nơi chỉ có chưa tới 0,1% các chất không phải là đẳng iôn.
