فيزيائي%
23-02-2006, 19:33
ومن الاكتشافات الحديثة أن المادة Matter
لها أضدادها Anti matter .... وأن كل جسيم من الجسيمات الأولية المكونة لذرات المواد له جسم مضاد بنفس الكتلة ولكنه يحمل صفات مضادة Particle and Anti particle ، وذلك مثل البروتون وأضداد البروتون Proton and Anti Proton
والنيوترون وأضداد النيوترون Neutron and Anti Neutron
والإليكترون وضده أو البوزيترون
Electron and Anti Electon ( Positron )
وأن نوى الذرات تتكون من جسيمات دقيقة تسمي الباريونات Baryons
من مثل البروتونات والنيوترونات, وأن هذه أيضا لها أضدادها
Anti Baryon وهكذا.
وعند التقاء أي جسيم من جسيمات المادة وضده فإنهما يفنيان ويتحولان إلي طاقة على هيئة أشعة جاما حسب القانون:
الطاقة الناتجة= الكتلة* مربع سرعة الضوء.
وقد ثبت علميا أن المادة وأضدادها على مختلف المستويات قد خلقت بكميات متساوية عقب عملية الانفجار الكوني مما يؤكد حقيقة الخلق من العدم, وامكان الافناء إلى العدم.
وفي سنة1980 م منح كل من جيمس و. كرونين, فال فيتش جائزة نوبل في الفيزياء لإثباتهما بالتجربة القابلة للتكرار والإعادة, أن إفناء بعض الجسيمات الأولية للمادة بواسطة أضدادها لا يتم بتماثل كامل, ومن هنا كان بقاء المادة في الكون وعدم فنائها بالكامل.
وفي سنة1983 م حصل وليام فاولر على جائزة نوبل في الفيزياء مناصفة مع آخرين لجهوده في تفسير عملية تخليق نوي ذرات العناصر المختلفة بواسطة الاندماج النووي ..
ولذلك سوف يكون حديثنا عن البوزيترون أحد الجسيمات المضادة في المادة ...
ولكن هناك أسئلة ولا بد أن نجيب عنها ,,,,,,
تعتبر أهم ذرة في الكيمياء ...... ولكن ما هي يا تُرى ...؟؟
ما هو رمزها ......؟؟
كم متوسط عمرها .......؟؟
أين موقعها في الجدول الدوري ....؟؟
ما هي فائدتها .......؟؟ومن هم الأشخاص المستفيدون منها ......؟؟
كيف يتم فناااااءها ............؟؟؟
هي ذرة من المادة المضادة ...
ولكن عفواً ... لا يمكنك البحث عنها في الجدول الدوري ....
ذرة البوزيترونيوم ( Positronium ) :
تظهر ذرة البوزيترونيوم في حالات معينة من تحولات النشاط الاشعاعي المصاحب بانطلاق البوزيترون ، ولوقت قصير جداً يكون البوزيترون نظاماً ثابتاً مع الإلكترون ....
متوسط عمرها :
قصير جداً ، لا يزيد على جزء من ألف مليون جزء من الثانية ..
ورمزها : هو PS
البوزيترون ( Positron ) :
هو عبارة عن جسيم مضاد للإلكترون ، لديه نفس حجم وكتلة الإلكترون ، ولكنه مخالف له في الشحنة ، فهو موجب الشحنة
وعندما يحدث تصادم بين البوزيترون و الإلكترون فإن ذلك نهايةً لكلٍ منهما ..
فكل منهما يلتهم الآخر ، وبمعنى آخر يتحولان إلى لا شيء ، أو بدقة أكثر إلى إشعاع لكن قبل اختفاء هذين العدوين اللدودين مباشرة يتواجدان جنباً إلى جنب لبرهة قصيرة ، في هذه البرهة تبعث روح ذرة البوزترونيوم فهي ذرة دون نواة ، ويدور كل من الإلكترون والبوزيترون حول مركز مشترك للجاذبية ...
شرح عملية الفنااااااااء بالتفصيل
1-يقترب الإلكترون من البوزيترون في مساحة معينة ..
2-ثم يتصادمان ، ويُفنيان مع إطلاق كميات ضخمة من الطاقة ..
3-ويتحولان بعد فنائهم إلى الفوتون أو جسيمات z ، والتي تعتبر جسيمات تحمل قوة كبيرة بداخلها ...
4-وتنشأ من الجسيمات السابقة : الكواركات المفتونة وضدها
5-ثم تتحرك هذه الجسيمات وتتمدد عن بعضها البعض ... ويُلاحظ في الوسط حقل القوة الملون بالأخضر ....
6-وتتحرك الكواركات ، وناشرة حولها حقل مغناطيسي ..
7-وتزداد الطاقة في الحقل المغناطيسي بإنفصال الكواركات عن بعضهم البعض .. وعندما يكون هناك مقدار كافي من الطاقة في الحقل المغناطيسي ، تتحول الطاقة إلى الكواركات وأضدادها ...
8 – 10 – الكواركات تنفصل إلى جسيمات واضحة ومتعادلة : D وعليها شحنة موجبة ..( المفتونة وضد الكوراك السفلية ...) و D وعليها شحنة سالبة ..( ضد المفتونة والكوارك السفيلة ..)
كيمياء البوزيترونيوم :
هي عبارة عن التفاعلات الكيميائية للبوزيترون و البوزيترونيوم ..
وتعتبر كيمياء البوزيترونيوم من الموضوعات الهامة لكلاً من الفيزيائي والكيميائي..
فيما يستخدم فناء البوزيترون :
1-يفيد في المسابر المجهرية في داخل المادة .
2- ومن خلال فنائه نحصل على معلومات عن تركيب وصفات بعض المواد .
فيمكن للبوزيترون أن يدخل في تفاعلات كيميائية . حيث يتفاعل بسهولة مع المركبات الكيميائية التي لها روابط تكافؤ حرة .. فتشغل ذرات البوزيترون تلك الفراغات غير المستعملة ، واستطاع الكيميائيون بواسطة أجهزة خاصة الكشف عن طبيعة تحطيم البوزيترون التي تحدث داخل الجزيء ، وقد مكن ذلك الكيميائيون من دراسة الأشكال الجزيئية المعقدة ..
في الطب … تقنية البوزيترون …
تمَّ خلال العشرين سنة الماضية ، استخدام البوزيترونات بشكل متزايد كأداة لفحص الأجسام الصلبة داخل المختبر .وبالفعل ، فإن تطبيق تقنيات كهذه في مجال الصناعة كان السبب الرئيسي في تطوير المجهر البوزيتروني ..
ويُعدّ المجهر البوزيتروني جهازاً أكثر تعقيداً من المجهر الإلكتروني ..
ويقترب الوقت كي تبدأ الصناعة باستخدام التقنيات البوزيترونية . فيخطط العلماء الان لاستخدام البوزيترونات التي يجري توليدها في المفاعل النووي ..
ومن التقنيات الحديثة للبوزيترون ..
Positron emission tomography (PET)
وهذه التقنية تستخدم لقياس تركيز انطلاق البوزيترون المشع في داخل الأنسجة الحية .. وأستخدمت حديثاً في علاج مرض الزهايمر ........
هناك أسئلة عديدة حول المادة المضادة .. ومنها .. 1 - قد يتسأل البعض ..كيف بإمكاننا أن نعلم بأنه لايوجد مادة مضادة على الأرض ..؟؟؟
إذا كان هناك خليط من الذرات و الذرات المضادة لها ، سوف يكون هناك سلسلة ثابتة من الانفجارات والتي تكون نهايتها هي فناء هذه الجزيئات في شكل طاقة كبيرة جداً ..
- ماذا عن الفضاء الخارجي ...؟؟ هل هناك كميات كبيرة من المادة المضادة فيه ..؟؟
هناك كميات كبيرة من المادة المضادة في المجرة وتُسمى في هذه الحالة الأشعة الكونية والتي تحتوي على الجسيمات المضادة .....
فبعد مضي ثانية واحدة علي الانفجار الكوني العظيم, تقدر الحسابات النظرية أن كمية الطاقة المتوافرة في الكون أصبحت تسمح بتكون جسيمات أدق مثل الاليكترون, الذي يحمل شحنة سالبة وضده البوزيترون الذي يحمل شحنة موجبة
(Electron and Anti electrono (Positron ))
وقد أفنت هذه الجسيمات بعضها بعضا, تاركة وراءها محيطا من الإشعاع الحار علي هيئة فوتونات الضوء التي انتشرت في كل الكون, والتي تدرك آثارها اليوم فيما يعرف باسم الخلفية الإشعاعية للكون, والتي تشير إلي تناقص كل من كثافة الكون ودرجة حرارته باستمرار مع الزمن.
في مجال الفلك … والفضاء …
لقد ساعدت معرفة البوزيترون الفيزيائين الفلكيين في معرفة بعض الظواهر الكونية الغامضة التي استغلق على الإنسان سرها ولم تبح له بمكنوناتها مثل وجود مناطق شاسعة اختفت منها معالم المادة داخل بعض السدم ..
كذلك فسَّرت أسباب الانفجارات الشمسية للنجوم .
ويضيف كل تقدم يحرزه العلماء في أبحاث ما وراء المادة ودراسة الفضاء جديداً عن تلك الأحزمة المدمرة التي تحيط بالأرض ( المادة المضادة ) التي لا يعرف الإنسان عنها حتى الان إلا ما يعرف طفل حديث الولادة عن المجهول الذي يحيط به .......
قال الله تعالى .......(( وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً ))
لها أضدادها Anti matter .... وأن كل جسيم من الجسيمات الأولية المكونة لذرات المواد له جسم مضاد بنفس الكتلة ولكنه يحمل صفات مضادة Particle and Anti particle ، وذلك مثل البروتون وأضداد البروتون Proton and Anti Proton
والنيوترون وأضداد النيوترون Neutron and Anti Neutron
والإليكترون وضده أو البوزيترون
Electron and Anti Electon ( Positron )
وأن نوى الذرات تتكون من جسيمات دقيقة تسمي الباريونات Baryons
من مثل البروتونات والنيوترونات, وأن هذه أيضا لها أضدادها
Anti Baryon وهكذا.
وعند التقاء أي جسيم من جسيمات المادة وضده فإنهما يفنيان ويتحولان إلي طاقة على هيئة أشعة جاما حسب القانون:
الطاقة الناتجة= الكتلة* مربع سرعة الضوء.
وقد ثبت علميا أن المادة وأضدادها على مختلف المستويات قد خلقت بكميات متساوية عقب عملية الانفجار الكوني مما يؤكد حقيقة الخلق من العدم, وامكان الافناء إلى العدم.
وفي سنة1980 م منح كل من جيمس و. كرونين, فال فيتش جائزة نوبل في الفيزياء لإثباتهما بالتجربة القابلة للتكرار والإعادة, أن إفناء بعض الجسيمات الأولية للمادة بواسطة أضدادها لا يتم بتماثل كامل, ومن هنا كان بقاء المادة في الكون وعدم فنائها بالكامل.
وفي سنة1983 م حصل وليام فاولر على جائزة نوبل في الفيزياء مناصفة مع آخرين لجهوده في تفسير عملية تخليق نوي ذرات العناصر المختلفة بواسطة الاندماج النووي ..
ولذلك سوف يكون حديثنا عن البوزيترون أحد الجسيمات المضادة في المادة ...
ولكن هناك أسئلة ولا بد أن نجيب عنها ,,,,,,
تعتبر أهم ذرة في الكيمياء ...... ولكن ما هي يا تُرى ...؟؟
ما هو رمزها ......؟؟
كم متوسط عمرها .......؟؟
أين موقعها في الجدول الدوري ....؟؟
ما هي فائدتها .......؟؟ومن هم الأشخاص المستفيدون منها ......؟؟
كيف يتم فناااااءها ............؟؟؟
هي ذرة من المادة المضادة ...
ولكن عفواً ... لا يمكنك البحث عنها في الجدول الدوري ....
ذرة البوزيترونيوم ( Positronium ) :
تظهر ذرة البوزيترونيوم في حالات معينة من تحولات النشاط الاشعاعي المصاحب بانطلاق البوزيترون ، ولوقت قصير جداً يكون البوزيترون نظاماً ثابتاً مع الإلكترون ....
متوسط عمرها :
قصير جداً ، لا يزيد على جزء من ألف مليون جزء من الثانية ..
ورمزها : هو PS
البوزيترون ( Positron ) :
هو عبارة عن جسيم مضاد للإلكترون ، لديه نفس حجم وكتلة الإلكترون ، ولكنه مخالف له في الشحنة ، فهو موجب الشحنة
وعندما يحدث تصادم بين البوزيترون و الإلكترون فإن ذلك نهايةً لكلٍ منهما ..
فكل منهما يلتهم الآخر ، وبمعنى آخر يتحولان إلى لا شيء ، أو بدقة أكثر إلى إشعاع لكن قبل اختفاء هذين العدوين اللدودين مباشرة يتواجدان جنباً إلى جنب لبرهة قصيرة ، في هذه البرهة تبعث روح ذرة البوزترونيوم فهي ذرة دون نواة ، ويدور كل من الإلكترون والبوزيترون حول مركز مشترك للجاذبية ...
شرح عملية الفنااااااااء بالتفصيل
1-يقترب الإلكترون من البوزيترون في مساحة معينة ..
2-ثم يتصادمان ، ويُفنيان مع إطلاق كميات ضخمة من الطاقة ..
3-ويتحولان بعد فنائهم إلى الفوتون أو جسيمات z ، والتي تعتبر جسيمات تحمل قوة كبيرة بداخلها ...
4-وتنشأ من الجسيمات السابقة : الكواركات المفتونة وضدها
5-ثم تتحرك هذه الجسيمات وتتمدد عن بعضها البعض ... ويُلاحظ في الوسط حقل القوة الملون بالأخضر ....
6-وتتحرك الكواركات ، وناشرة حولها حقل مغناطيسي ..
7-وتزداد الطاقة في الحقل المغناطيسي بإنفصال الكواركات عن بعضهم البعض .. وعندما يكون هناك مقدار كافي من الطاقة في الحقل المغناطيسي ، تتحول الطاقة إلى الكواركات وأضدادها ...
8 – 10 – الكواركات تنفصل إلى جسيمات واضحة ومتعادلة : D وعليها شحنة موجبة ..( المفتونة وضد الكوراك السفلية ...) و D وعليها شحنة سالبة ..( ضد المفتونة والكوارك السفيلة ..)
كيمياء البوزيترونيوم :
هي عبارة عن التفاعلات الكيميائية للبوزيترون و البوزيترونيوم ..
وتعتبر كيمياء البوزيترونيوم من الموضوعات الهامة لكلاً من الفيزيائي والكيميائي..
فيما يستخدم فناء البوزيترون :
1-يفيد في المسابر المجهرية في داخل المادة .
2- ومن خلال فنائه نحصل على معلومات عن تركيب وصفات بعض المواد .
فيمكن للبوزيترون أن يدخل في تفاعلات كيميائية . حيث يتفاعل بسهولة مع المركبات الكيميائية التي لها روابط تكافؤ حرة .. فتشغل ذرات البوزيترون تلك الفراغات غير المستعملة ، واستطاع الكيميائيون بواسطة أجهزة خاصة الكشف عن طبيعة تحطيم البوزيترون التي تحدث داخل الجزيء ، وقد مكن ذلك الكيميائيون من دراسة الأشكال الجزيئية المعقدة ..
في الطب … تقنية البوزيترون …
تمَّ خلال العشرين سنة الماضية ، استخدام البوزيترونات بشكل متزايد كأداة لفحص الأجسام الصلبة داخل المختبر .وبالفعل ، فإن تطبيق تقنيات كهذه في مجال الصناعة كان السبب الرئيسي في تطوير المجهر البوزيتروني ..
ويُعدّ المجهر البوزيتروني جهازاً أكثر تعقيداً من المجهر الإلكتروني ..
ويقترب الوقت كي تبدأ الصناعة باستخدام التقنيات البوزيترونية . فيخطط العلماء الان لاستخدام البوزيترونات التي يجري توليدها في المفاعل النووي ..
ومن التقنيات الحديثة للبوزيترون ..
Positron emission tomography (PET)
وهذه التقنية تستخدم لقياس تركيز انطلاق البوزيترون المشع في داخل الأنسجة الحية .. وأستخدمت حديثاً في علاج مرض الزهايمر ........
هناك أسئلة عديدة حول المادة المضادة .. ومنها .. 1 - قد يتسأل البعض ..كيف بإمكاننا أن نعلم بأنه لايوجد مادة مضادة على الأرض ..؟؟؟
إذا كان هناك خليط من الذرات و الذرات المضادة لها ، سوف يكون هناك سلسلة ثابتة من الانفجارات والتي تكون نهايتها هي فناء هذه الجزيئات في شكل طاقة كبيرة جداً ..
- ماذا عن الفضاء الخارجي ...؟؟ هل هناك كميات كبيرة من المادة المضادة فيه ..؟؟
هناك كميات كبيرة من المادة المضادة في المجرة وتُسمى في هذه الحالة الأشعة الكونية والتي تحتوي على الجسيمات المضادة .....
فبعد مضي ثانية واحدة علي الانفجار الكوني العظيم, تقدر الحسابات النظرية أن كمية الطاقة المتوافرة في الكون أصبحت تسمح بتكون جسيمات أدق مثل الاليكترون, الذي يحمل شحنة سالبة وضده البوزيترون الذي يحمل شحنة موجبة
(Electron and Anti electrono (Positron ))
وقد أفنت هذه الجسيمات بعضها بعضا, تاركة وراءها محيطا من الإشعاع الحار علي هيئة فوتونات الضوء التي انتشرت في كل الكون, والتي تدرك آثارها اليوم فيما يعرف باسم الخلفية الإشعاعية للكون, والتي تشير إلي تناقص كل من كثافة الكون ودرجة حرارته باستمرار مع الزمن.
في مجال الفلك … والفضاء …
لقد ساعدت معرفة البوزيترون الفيزيائين الفلكيين في معرفة بعض الظواهر الكونية الغامضة التي استغلق على الإنسان سرها ولم تبح له بمكنوناتها مثل وجود مناطق شاسعة اختفت منها معالم المادة داخل بعض السدم ..
كذلك فسَّرت أسباب الانفجارات الشمسية للنجوم .
ويضيف كل تقدم يحرزه العلماء في أبحاث ما وراء المادة ودراسة الفضاء جديداً عن تلك الأحزمة المدمرة التي تحيط بالأرض ( المادة المضادة ) التي لا يعرف الإنسان عنها حتى الان إلا ما يعرف طفل حديث الولادة عن المجهول الذي يحيط به .......
قال الله تعالى .......(( وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً ))