أكثر أشكال المادة شيوعًا في الكون ، يُعرّف البلازما من قبل معهد الأبحاث الجنوبي الغربي على أنها "غاز مؤين ساخن يحتوي على مساوٍ تقريبًا كميات من الأيونات موجبة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة ، "وتعتبر حالة رابعة من المادة متميزة عن الصلبة أو السائلة أو الغازية شيء. كرة البلازما هي في الأساس ملف تسلا مصغر يوجه جهدًا متناوبًا يبلغ حوالي 2-5 كيلوفولت بتردد حوالي 30 هيرتز ، محاط بكرة زجاجية تحتوي على غاز خامل مثل النيون أو الأرجون.
تعمل كرة البلازما عندما يتم إدخال الجهد في ملف تسلا المصغر ، مما يخلق مجالًا كهربائيًا داخل الكرة. عندما يتم شحن القطب السالب ، يتم إدخال الإلكترونات الهاربة في الكرة الزجاجية الأكبر ، حيث تتفاعل مع الأيونات الموجبة الشحنة العائمة بالداخل. يتم إدخال جهد متذبذب متزامن ، مما يؤدي إلى تغيير المجال الكهربائي ومسار الإلكترونات ، مما يؤدي إلى ظهور المجسات - التي تكون غير مرئية في هذه المرحلة - والتي تضرب الجزء الداخلي من الزجاج الأكبر كرة.
يعمل الغاز الخامل داخل الكرة الزجاجية الكبيرة على تزويد الإلكترونات الهاربة بشحنة مؤينة ومسار لتتبعه الإلكترونات الأخرى. هذا يخلق اللامسة التي تمتد باستمرار من ملف تسلا إلى كرة الغاز الأكبر طالما يتم توفير الجهد. خلال هذه العملية ، يتم إثارة ذرات الغاز الخامل وتطلق الإلكترونات ، مما ينتج عنه ضوء ملون. يعتمد لون الضوء على نوع الغاز الخامل الذي يتم إدخاله في الكرة ، والذي عادة ما يكون نيونًا ولكن الخيارات الأخرى تشمل:
