الأشعة الكونية

عدد المساهمات : 26 تاريخ التسجيل : 14/11/2010

الأشعة الكونية

الأشعة الكونية cosmic rays أو [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الكونية هي جسيمات نووية ترد إلى الأرض من الفضاء الخارجي بطاقة هائلة تمكِّنها من اختراق ثخانات كبيرة من المادة. وتسمى أوليةً عند دخولها جو الأرض، وثانويةً بعد أن تقوم بالتفاعل معه.

جاء اكتشاف الأشعة الكونية في مطلع القرن العشرين إثر دراسة سبب انفراغ كشَّاف كهربائي electroscope مشحون، فقد وجد أن انفراج وريقتي [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] في الكشاف لا يلبث أن يزول دليلاً على ضياع شحنته الكهربائية، مع اتخاذ كل الاحتياطات المعروفة آنذاك لمنع ذلك. وبدا منطقياً أن تعزى هذه الظاهرة إلى وجود نوع من الإشعاع يؤيِّن [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الذي يملأ الكشاف الكهربائي، ذلك لأن الإشعاع الصادر عن المواد المشعة أو الأشعة السينية كان يولد الأثر ذاته في وريقتي [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]. وعندما أشارت التجارب إلى أن معدَّل انفراغ الكشاف الكهربائي المشحون يزداد بالارتفاع عن سطح البحر تأكد أن منشأ الإشعاع المجهول ليس أرضياً بل كوني مما دعا العلماء عام 1926 إلى تسمية هذا الإشعاع بالإشعاع الكوني، كما تأكد تجريبياً أن بالإمكان تخفيف معدَّل انفراغ الكشاف الكهربائي المشحون إذا وضع الكشاف في نفق تحت الأرض أو في أعماق البحر، وقد أمكن التفريق بين صنفين من الأشعة الكونية التي تبلغ سطح الأرض، صنف أطلق عليه اسم المركًّبة اللينة soft component وهو صنف يكفي لامتصاصه عشرة سنتمترات من الرصاص، وصنف أطلق عليه اسم المركًّبة القاسية hard component وهو قادر على اختراق ثخانات من [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] تزيد على [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط].

الأشعة الكونية الأولية

تشير التحريات العلمية إلى أن (90%) من الأشعة الكونية التي تصل إلى الأرض تنشأ من مجرتنا، كما أن خصائصها تدل على أنها نشأت عن انفجار نووي حراري في بعض النجوم. وتتكون هذه الجسيمات حين تصل إلى أعالي [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الأرضي من بروتونات (91.5%) وجسيمات ألفا (α) أي نوى [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] (7.8%). ومن نوى ثقيلة كالليثيوم والحديد وغير ذلك (0.7%). وتم التحقق من ذلك بإرسال مناطيد تحمل ألواح تصوير خاصة عليها مستحلبات نووية nuclear emulsions فسجلت تفاعلات نووية مع جسيمات أولية قادمة من الفضاء الخارجي. ولوحظ من دراسة تغير شدة الأشعة الكونية عند سطح البحر مع تغير خط العرض أن هذه الشدة تنخفض بنسبة 10% عند خط الاستواء بالموازنة بينها وبين شدتها عند القطبين. وأمكن تعليل ذلك عن طريق الأفعال المتبادلة بين الجسيمات الأولية المشحونة و[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الأرضي. فالجسيم المشحون الذي يرد أحد قطبي الأرض لا يعاني أي انحراف، في حين يعاني الجسيم المشحون الوارد باتجاه خط الاستواء انحرافاً عمودياً على كل من منحى حركته ومنحى [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الأرضي مما يقلل من فرصة بلوغه [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الخارجي وبالتالي من فرصة تفاعله مع ذرات [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] وتوليد أشعة كونية ثانوية نتيجة ذلك. ودلت القياسات على أن 5% من سيل الأشعة الكونية الأولية يمكن كشفه على ارتفاع عشرة كيلومترات وأن 35% منها يمكن كشفه على ارتفاع عشرين كيلو متراً، وأن طاقة جسيم واحد من هذه [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] قد تبلغ ¹⁸10 إلكترون فولط أي عُشر الجول تقريباً.

الأشعة الكونية الثانوية

لا يبلغ سطح الأرض من [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الكونية الأولية إلا ما ندر، فمعظمها يصطدم بذرات [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] مولداً إشعاعات كونية ثانوية. ويمكن القول إن جسيماً ثانوياً واحداً يرتطم على سطح الأرض بمساحة كمساحة ورقة الكتابة في كل ثانية وسطياً.
<TABLE style="BORDER-COLLAPSE: collapse; FLOAT: left" id=AutoNumber1 border=0 cellSpacing=0 borderColor=#111111 cellPadding=0 width="35%" height=463>

<TR>
<td height=413 width="100%">[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]</TD></TR>
<TR>
<td height=49 width="100%">

الأشعة الكونية الثانوية

</TD></TR></TABLE>

وتتألف الإشعاعات الكونية الثانوية من مزيج من جسيمات يدعى بعضها «الهِبرونات» hyperons وبعضها الآخر «الميزونات» mesons إضافة إلى الإلكترونات والبوزترونات وأشعة غاما والأشعة السينية. ويمكن أن يولد إشعاع كوني أولي سيلاً من [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الكونية الثانوية يشبه إلى حد بعيد المظهر المتشعب الذي تولده ظاهرة البرق المألوفة. والميزون جسيم أثقل من [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] وأخف من البروتون، ومن أنواعه الميزون مو μ وتقارب كتلته 200 مرة كتلة الإلكترون، والميزون بي π وتقارب كتلته 270 مرة كتلة [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]. وقد تنبأ العالم الياباني يوكاوا Yukawa عام 1935 بوجود هذا الجسيم الأخير عقب اكتشاف الجسيم مو μ. وفي الواقع فإن الميزون π المتولد في أعالي الجو نتيجة تفاعل إشعاع كوني أولي مع الغلاف الجوي لا يلبث أن يتفكك مولداً الميزون μ وجسيماً معتدلاً يدعى النترينو ν.

وقد تكللت مساعي الإنسان في تسريع البروتونات والجسيمات الأخرى بما يسمى المسرِّعات حتى بلغت أخيراً طاقة تقارب طاقة الجسيمات الكونية الأولية، وأمكن بذلك توليد تفاعلات مماثلة للتفاعلات التي تحدث في الطبيعة وفي شروط دقيقة تسهل دراستها.

العواصف المغنطيسية الشمسية والأشعة الكونية

يتضح مما سبق أن الأشعة الكونية الأولية تنحرف في [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الأرضي وليس من المستغرب أن تحدث تغيرات في منحى هذه الأشعة وشدتها لدى حدوث عاصفة مغنطيسية أو ريح شمسية مصدرها الشمس. وتولّد بداية [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] بوجه عام انخفاضاً في تدفق الأشعة الكونية وهو ما يعرف باسم أثر فوربُش Forbush effect كما تولد اضطراباً متفاوت الشدة في تماثل الاتجاهات التي ترد منها [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]. ويشاهد أحياناً ازدياد في شدة الإشعاعات الكونية قبيل [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] المغنطيسية، وينبغي أن لا تلتبس هذه الزيادة مع إشعاعات أخرى ذات تدفق ملحوظ مشابهة للأشعة الكونية إلا أنها أخفض طاقة منها بكثير [ر.[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الأرضية]. وتستطيع هذه [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] بلوغ سطح الأرض عند القطبين، ويشير وجودها إلى أن النجوم شأنها شأن الشمس ينبغي أن تكون مصدراً جزئياً يسهم في [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الكونية التي تصل إلى كوكبنا.

الأثر الفيزيولوجي للأشعة الكونية

إن [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الهائلة (¹⁸10 إلكترون فولط) التي يحملها جسيم ما من جسيمات الأشعة الكونية تمكِّنه بسهولة من اختراق جسم الإنسان من طرف إلى آخر. فالإنسان يتعرض كل لحظة، أينما كان إلى عدد من هذه الجسيمات، بيد أن [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الطاقي الإجمالي يبقى ضعيفاً، وبالتالي فلا خطورة منها، في حين أن بعض [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الشمسية يمكن أن تؤلف خطراً شديداً على رواد الفضاء بسبب تدفقها العالي. أما على سطح الأرض فيمكن القول إن [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الأرضي يحمي الناس من خطر تدفق [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] ذات الطاقة العالية.
</TD></TR></TABLE>

شكـــــــــــــــرا علــــــــــــــــــــى مواضــيعـــــــــــــــك المميــــــــــــــــزه
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]