A questi tre stati si può aggiungere lo stato di plasma, quarto stato della materia. Si tratta di un gas nel quale una frazione consistente degli atomi non è elettricamente neutra perché gli elettroni atomici sono stati strappati dai loro stati legati; nel gas esistono allora cariche libere, elettroni (negativi) e ioni (positivi).

Il plasma può essere prodotto artificialmente ionizzando gli atomi in vari modi, per esempio producendo nel gas una forte scarica elettrica; questo ha luogo in natura nel fulmine; si tratta allora di plasmi che non sono stati di equilibrio termodinamico.

Un plasma in equilibrio termodinamico si ottiene se il gas è portato a temperatura molto elevata.

L’interesse pratico per i plasmi cresce negli anni 50, in relazione agli studi sulla possibilità di realizzare la fusione nucleare controllata.

Mentre sulla Terra la presenza del plasma è rara, nell’Universo essa costituisce la frazione principale della materia conosciuta: il Sole e le Stelle sono formati prevalentemente da plasma.

Nell’Universo esiste almeno un altro stato della materia, quello che si forma quando una stella di massa sufficientemente grande, esaurito il suo ciclo vitale, collassa in un oggetto di alta densità nel quale, sotto

l’effetto dell’altissima pressione, gli elettroni atomici si fondono con i protoni del nucleo a formare neutroni. Questi oggetti si chiamano appunto stelle di neutroni.