.jpg "Ammar Al Masry"){kind=small}
تفتيت الذرة
هل سألت نفسك من قبل كيف يقوم العلماء بتفتيت الذرة ؟؟
سنتعرف على ذلك فيما يأتي:-
تلك الذرة التي يصل حجمها إلى عُشر جزء من المليار من المتر !؟
يرجع كل شيء نعرفه تقريبًا عن بنية الذرة إلى مسرعات الجسيمات.
مسرعات الجسيمات
مسرعات الجسيمات هي آلات ضخمة تحدث تصادمات مشابهة للتصادمات الهائلة التي حدثت عند نشأة الكون في الانفجار العظيم. وتقوم المسرعات بتفتيت الذرة عن طريق تسريع الذرات إلى سرعة تساوي تقريبًا سرعة الضوء التي تعد اكبر سرعة في الكون التي تساوي 300000 كم\ثانية، فتتصادم الذرات بسرعة كبيرة لدرجة تفتيتها. وتمنح هذه التصادمات أفكاراً حول كيفية عمل الجسيمات داخل أيّة ذرة، وتساعدهم في فهم كيف تكونت المادة في الأساس.
أول مسرع جسيمات
تم انشاء أول مسرع جسيمات عام 1929. كان يَستخدم هذا المسرع مغنطيسات ومجالات كهربية لتسريع شعاع من الجسيمات دون الذريه، ثم يطلقها في اتجاه مادة مستهدفة .
وتُستخدم في المسرع الغرف السحابية وعدادات جايجر للكشف عن الجسيمات الناتجة عن التصادمات.
وعدادات جايجر هي مكشافات للجسيمات دون الذرية، ابتكرها العالم الالماني "هانز جايجر" عام 1928.
تطور مسرعات الجسيمات
قام العالم الامريكي إرنست لورانس بابتكار نوع جديد من مسرعات الجسيمات عام 1931 والذي يعرف باسم المسرع الدوراني، الذي يعمل عن طريق جعل شعاع من الجسيمات يدور حول دائرة أسرع من أي وقت مضى.
وفي عام 1998 بدأ تشييد مصادم الهدرونات الكبير، وهو أكبرمسرع جسيمات في العالم . وقد خطِّط أن يستغرق إنشاءه عشر سنوات بتكلفة تسعة مليارات دولار وقد انتهى انشاءه عام 2009 وبدأ استخدامه عام 2010 .
يسرع مصادم الهدرونات الكبير البروتونات تقل قليلا عن سرعة الضوء، ويجعلها يصتدم بعضها ببعض وينشأ عن ذلك التصادم نوع جديد من الجسيمات يسمى بوزون هيجز، الذي يظن العلماء انه يمنح الجسيمات كتلتها. تم ايقاف تشغيل المصادم من 2012-2015 ليقومو بتحديثه، وقد عاد بعدها للعمل بقدرة تفوق أي وقت مضى.
اكتشافات هامة ساعدت في تفتيت الذرة
في عام 1897 ، اكتشف العالم الإنجليزي "جوزيف جون طومسون" أول جسيم دون ذري، وهو الإلكترون، باستخدام أنبوب مملوء بالغاز يصدر شعاعًا متوهجًا.
وفي عام 1909 ، صنع الأمريكي "روبرت ميليكان" أول آلة لقياس شحنة الإلكترونات، وتوصل إلى أن كل إلكترون يحمل كمية الشحنة ذاتها. وتمّ التوصل فيما بعد إلى أن الشحنه الإلكترون السالبة لها نفس حجم شحنة البروتون الموجبة.
توصل العالم الإسكتلندي "اتشارلز ويلسون" عام 1911 إلى فكرة لصنع مكشاف الجسيمات بينما كان يتنزه في الجبال كثيرة الضباب. صنع ويلسون جهازًا يستخدم الضباب الصناعي لإظهار مسار الجسيمات دون الذرية التي تمر عبره، ويمكن استخدام هذه الآلة المعروفة باسم الغرفة السحابية لقياس وزن الجسيمات المختلفة وشحنتها وسرعتها.
في عام 1932 تمت لأول مرة رؤية بوزيترون ناتج عن اصطدام شعاع كوني بالغلاف الجوي يمر عبر غرفة سحابية . والبوزيترونات هي نوع من المادة المضادة تساوي في حجمها الإلكترونات، لكنها تحمل شحنة كهربائية موجبة وليست سالبة.
وفي عام 1959ـ تم اكتشاف أول نيوترينوات ، وهي أصغر جسيمات المادة المعروفة، ولهذه الجسيمات وزن ، ولكنها دقيقة للغاية، وهذا ما جعل علماء الفيزياء لا يزالون يحاولون قياسها بدقة.
وفي ستينات القرن العشرين ، اكتشف الباحثون أن البروتونات والنيترونات يمكن أن تنقسم إلى جسيمات أصغر حجما تسمى الكواركات. تتحد الكواركات معا بقوة مثل الصمغ بفعل جسيمات تسمى الجلوونات . وتزداد الجلوونات قوة عندما تبتعد الكواركات عن بعضها، وقوة الجلوونات كبيرة لدرجة أنه لا يمكن فصلها عن بعضها إلا إذا اصطدمت البروتونات أو النيترونات الموجوده بها ببعضها بسرعة تقترب من سرعتة الضوء.
وشوهدت الكواركات لأول مرة في غرف الفقاقيع عام 1974.
غرفة الفقاقيع
في عام 1952 ابتكر الأمريكي "دونالد جلاسر" غرفة فقاقيع، وهي نوع جديد من مكشاف الجسيمات يستخدم فقاقيع لا سُحُبا لتتبع حركات الجسيمات دقيقة الحجم.
.jpg "Ammar Al Masry")