C.5.5 Plasma électriquement quasi-neutre

À la section C.2, on a signalé une approximation habituelle qui consiste à considérer que le plasma est quasi neutre. Cette approximation signifie qu'à l'échelle où l'on se place, il y a globalement autant de charges positives que négatives ( $n_i q_i = n_e q_e$). Pour que ceci soit justifié, il faut alors que tout potentiel extérieur qui aurait créé une séparation des charges soit écranté (écrantage de Debye, voir section C.4.6) sur une distance très faible devant les dimensions que l'on considère. Ainsi, si $L$ est une dimension du système, il faut

$$L \gg \lambda_d$$

De plus, il faut qu'il y ait suffisamment de particules pour faire écran, donc que le nombre de particules dans la sphère de Debye soit grand :

$$n \frac{4}{3} \pi {\lambda_d}^3 \gg 1$$

Ceci constitue alors l'hypothèse MHD : plasma électriquement quasi-neutre à une échelle très inférieure aux dimensions caractéristiques du système étudié. La quasi-neutralité est rompue à une échelle de l'ordre de la longueur de Debye, donc en particulier au voisinage du vide, ainsi qu'en présence de champs électriques macroscopiques, par exemple au voisinage de discontinuités, de chocs, d'interfaces.