الحلقة رقم 1 الخاصية المزدوجة للضوء

[QuarK]

السلام عليكم جميعا،،
في البداية جزى الله خيرا كل من تفاعل معنا وشارك في هذه الندوة..
لم يعلق احدهم على انتاج وفناء الجسيمات الا دكتوري الأعز حازم،،رغم ان الموضوع بسيط للغاية..
حسنا،،دعنا معا في الاسئلة التي طرحها،،
أولا:

(1) هل تحدث ظاهرة انتاج وتلاشي الجسيمات في الطبيعة ايضا؟

بالطبع ،،هذه العلمية مستمرة ولا تنتهي،،وكلما تلاقى جسيم مع مضاده لحصل الفناء،،او لتحول فوتون جاما إلى جسيم ومضاده...
بمعنى آخر: احدى الخواص الأساسية للجسيمات ومضاداتها هي انهم يستطيعون افناء بعضهم البعض،،ولنقل الى فوتونات،،ولكن الحالة الغالبة هي أن يكون الفناء إلى جسيمات أخرى، على سبيل المثال يميل نظام البروتون -مضاد البروتون الى ان يفنى الى ميزونات..لأن هذه العلمية أكثر احتمالا من ان يفنى الى فوتونات...

لكن،،هل تحدث في الطبيعة..
نعم تحدث وباستمرار كما قلنا،،سواء عملية انتاج الازواج او فنائها..وما التجارب الا محاكاة بسيطة لفهم ما يحصل في الطبيعة..
لكن هنا،،قلت كما سبق انه لم يتم مشاهدة، مشاهدة عملية رأي العين،،تم فيها اصطدام فوتون بآخر لإنتاج جسيم ومضاده..والسبب كما قلت أنه لم يمكننا بعد انتاج حزم مركزة من فوتونات يمكنها ان تنتج جسيم ومضاده ويمكن رصدهما بالرؤية المباشرة...

قد يتساءل المرء، اذا كان حقيقيا ان الجسيمات المضادة تلعب دورا في هذا العالم مماثل لدور الجسيمات،،قلماذا لا نرى لها أثرا في حياتنا؟؟
يعني،،لماذا لا تكون البزويترونات "أكثر انتشارا"، ولم يتم اكتشافها في وقت أكثر تبكيرا؟؟
هذا يرجع الى لحظة الانفجار الكبير،،
تقول النظريات ان قوانين التماثل تم خرقها للحظات،،مما جعل اعداد الجسيمات اكبر من مضاداتها،افنت الجسيمات مضاداتها،،ولأن خرق التماثل سبب زيادة عدد الجسيمات بقيت الجسيمات تلك وكونت العالم،،وهذا لا يعني انه لم يعد هناك جسيمات مضادة،،هي موجودة لكن بقلة ومتباعدة للغاية..
لهذا نحن مكونون من عالم جسيمات وليس مضاداتها..وهذا هو التفسير الوحيد..

لكن،،
نحن لا نعرف ان هذا الخلل في التماثل امتد لكل الكون ام انه هنا،،فقط قريب منا ويمكن ملاحظته..
يعني كل الاكتشافات تتحدث عن كواكب واقمار ونجوم مكونة من بروتونات، ونيترونات،، وليس مضاد البروتونات او مضاد النيترونات..
لكن هذا لا يثبت ان باقي الكون لا يحوي كواكب من مادة مضادة،،او عوالم مضادة كاملة..
لكن يمكننا ان نشعر بأمان لأن متوسط الانفصال بين المجرات من رتبة 3 ملايين سنة ضوئية..يعني ليس علينا ان نخشى الفناء الى فوتونات واشعاعات جاما نتيجة ارتطامنا بمجرة اخرى..مضادة...

ثانيا:

(2) هل اكتشفت ظاهرة انتاج وتلاشي الجسيمات في المختبر اولا ام في الطبيعة اذا وجدت طبعاً؟

حسنا،،ربما كان الوضع متزامنا،،
اول حديث عن المادة المضادة بدأه ديراك،،
واول كشوفات للبحث عن الجسيمات الكونية كانت في مختبر ويلسون،،وهو يبحث عن ميزون يوكاوا..
الآن،،اكتشافات ويسلون لم يكن بالإمكان فهمها لو لم يكن هناك حديث عن مادة مضادة،،مادة تشبه المادة الأصلية في كل شيء الا ان الشحنة ،مثلا كانت معاكسة( ولا يعني هذا ان مضاد الجسيم يكون فقط مخالف له في الشحنة)...

ثالثا:

(3) تعلم ان اصغر جسيمين يمكن ان يتلاشيا هما الالكترون والبوزيترون وبحساب الطاقة الناتجة عن تحول كتلتيهما وجدنا ان الفوتون الذي يحمل هذه الطاقة هو فوتون جاما. هل من الممكن ان تتلاشى الجسيمات الاولية لانتاج فوتونات بطاقات اقل مثل كوارك ومضاده اذا وجد؟

عزيزي،،قاعدة جسيم + جسيم مضاد = فناء..قاعد تطبق على اي جسيم في الكون..
يعني لم اقل ان اصغر جسيمين يمكن فناؤهما هما الاليكترون والبوزيترون،،هذا مثال،،
يمكن فناء اي جسيم ومضاده..مهما كان نوع هذا الجسيم..
اظنك تفهمني الان،،"ليس شرطا" ان يكون الفناء الى فوتونات،،بل ان الصورة الأعم هي الفناء الى جسيمات أخرى..ومسألة مشاهدة فوتونين يتحولان الى جسيم ومضاده نادرة الحدوث ان لم تكن رؤيت بالعين حتى الآن..
لكن الامر صحيح نظريا،،ومع تقدم تقنيات تركيز الاشعة سيرى معمليا..
يعني،،تسأل عن الكواركات..
طيب،،
حسنا،،تحدثنا باسهاب عن شجرة العائلة الجسيمية..
هناك قسم كامل اسمه "الميزونات"..
الميزونات هي عبارة عن كوارك + مضاد كوارك!!!
ومع هذا فهي تكون جسيمات مستقرة،،
ليس معنى هذا ان هناك خرقا للقاعدة..
الأمر ببساطة ان الكواركات ستة انواع كما عرفنا،،الميزونات تتكون من كوارك من نوع معين + مضاده كوارك من نوع آخر,,,
يعني على سبيل المثال، كوارك فوق + مضاد كوارك تحت...هل فهمتني؟؟
ولو صدف ان تكون ميزون من كوارك فوق + مضاد كوارك فوق سيفنيا بعد فترة زمنية وجيزة...

هل انت معي الآن؟؟

تحياتي للجميع وجزيتم خيرا

[sweeet]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

اعتذر عن تأخري بالمناقشة في هذه الحلقة العلمية الرائعة لظروف خارجة عن ارادتي،،

وحبيت أثني على الاخت ايمان مجهودها الرائع،،فلقد أثارت اعجابي حقا،،
اما بقية اخواني كوارك ونيوتن وسعاد،،تعودت منهم هذا،،فهم دائما الافضل والاروع،،

وحتى لا يحذف دكتور حازم مشاركتي،،يجب ان اقول شيئا مفيدا بالموضوع،،

وجدت عن الظاهرة الكهروضوئية بكتاب الفيزياء فكر وفلسفة للكاتب د.محمد عاكف جمال احببت ان اضعه هنا حيث قد يجيب عن تساؤل دكتور حازم عن سبب حصول اينشتاين على جائزة نوبل ،،رغم انه السؤال قد أجيب عليه سابقاً،،

""لوحظ في اواخر القرن التاسع عشر ان سطوح المعادن المعرضة لضوء ذي تردد مرتفع(الاشعة فوق البنفسجية) تقوم ببعث الالكترونات،ولوحظ ايضا ان الطاقة الحركية لهذه الالكترونات لا تعتمد على الشدة الضوئية، الا ان عدد هذه الالكترونات المنبعثة يتناسب مع شدة المصدر الضوئي. عرفت هذه الظاهرة ب(الكهروضوئية) وقد بقيت النتائج التجريبية هذه تنتظر حلاً،اذ ان المفهوم الموجي للضوء لم يكن قادرا على تفسير هذه الظاهرة.
اعاد اينشتاين عام 1905 تفسير الضوء مستخدما المفهوم الكمي لبلانك،فعرّف الضوء على انه مجموعة من (الكمات)المستقلة عن بعضها،وعرّف هذا (الكم) بانه رزمة Parcelمن الطاقة،وفسر الظاهرة الكهروضوئية وفق علاقة رياضية بسيطة،فالطاقة الحركية القصوى للالكترون المتحرر Emaxيمكن التعبير عنها بالمعادلة التالية:
Emax =hv-W

حيث ان hv :طاقة الكم الضوئي ، W:دالة الشغل
فلغرض تحرر احد الالكترونات فان (كماً) من الضوء يتم امتصاصه من قبل هذا الالكترون ويفقد الالكترون جزءاً من الطاقة للوصول الى المستوى الصفري لطاقة الذرة وهو ما يعرف بدالة الشغل work function.
لم يُعرف آينشتاين الضوء كجسيمات ،اما المفهوم الجسيمي للضوء فقد تطور تدريجياً،فاينشتاين لم يتحدث عن زخم الكم الضوئي حتى عام 1917 اما قوانين حفظ الطاقة وحفظ الزخم للكم الضوئي فلم تكتب قبل عام 1923.
تعزز المفهوم الجسيمي ل(الكم الضوئي) عندما استطاع كمبتون ان يحلل نتائج استطارة الاشعة السينية بوساطة الالكترونات عام 1923،اذ لم يكن من الممكن تفسير هذه النتائج دون هيكل رياضي يعتبر فيه الكم الضوئي ماهية لها طاقة ولها زخم(الصفات الجسيمية)،وهنا تجدر الاشارة الى ان كمبتون قد استخدم العلاقات الرياضية التي تسمح بها النظرية النسبية للتعبير عن القوانين الخاصة بحفظ الطاقة والزخم.
اما تسمية (الفوتون) فانها لم ترد قبل عام 1926،ففي هذا العام نشر الكيميائي لويس بحثا ذكر فيه ان الضوء يتكون من نوع خاص من الذرات سميت فوتونات،لم تلق هذه الفكرة أي قبول في الاوساط العلمية فاهملت ، الا ان تسمية الفوتون كانت مناسبة تماما ل(الكم الضوئي).
لقد كانت الظاهرة الكهروضوئية بمثابة العودة الثانية للفعل الكمي منذ وروده للمرة الاولى عام 1900 في نظرية بلانك عن اشعاع الجسم الاسود.""

تقبلوا مرور طيفي السريع
سويتي