الجمعة، 3 مايو 2013

المطياف



مطياف ألفا المغناطيسي (بالإنجليزية: Alpha Magnetic Spectrometer أو مختصرا AMS-02) هو عداد جسيمات مثبت على محطة الفضاء الدولية. وهو مجهز لاستكشاف أي نوع غريب من الجسيمات عن طريق قياس الأشعة الكونية. وسوف تساعد نتائجه على تفهم كون الكون والبحث عن مؤشرات وجود مادة مظلمة ودراسة المادة المضادة.
الباحث الأول على هذا العداد العالم الأمريكي صمويل تينج الحائز على جائزة نوبل للفيزياء. وبعد اختبار العداد في الوكالة الأوروبية لأبحاث الفضاء والمركز الأوروبي لأبحات وتكنولوجيا الفضاء الموجود في هولندا [1] تم نقله بتاريه 26 أغسطس 2010 إلى مركز كينيدي للفضاء ب فلوريدا[2] وكان الإقلاع في البعثة STS-134 التي حملت معها مطياف ألفا المغناطيسي AMS-02 في يوم 16 مايو 2011، وتم تثبيت العداد بالمحطة في 19 مايو 2011[3][4]
من المهام المتعلقة على مطياف AMS-02 البحث عن مادة مضادة كما هو متوقع من بعض النماذج النظرية للنشأة الكون ومن ضمنها افتراض الانفجار العظيم. ويعتبر اكتشاف نواة واحدة من مضاد الكربون سوف يدعم نظرية وجود نجوم من مواد مضادة في الكون. كما أن في استطاعة المطياف تعيين توزيع السرعات (وبالتالي توزيع طاقة الحركة) لجسيمات ثقيلة تصل إلىالحديد (وزنه الذري 57). تساعدنا تلك البيانات على فهم سبل الانتشار الحركي للجسيمات المشحونة في مجرتنا، مجرة درب التبانة وربما قياس نواتج افناء لمادة مظلمة في الكون. وطبقا لنظرية التناظر الفائق أو نظرية كالوزا-كلاين لا بد وأن توجد شذوذات في أطياف الطاقة (توزيع سرعات) بوزيترونات ونقيض البروتون والفوتونات، والتي نتحسسها بواسطة المطياف ألفا المغناطيسي 2 ونحاول العثور عليها.
تحتوي وحدة المكشاف على عدد من العدادت تستخدم لتعيين محتلف خواص الأشعة والجسيمات عند مرورها خلاله. ويمكن تعيين خواص الجسيمات التي تمر بالعدادات من أعلى إلى أسفل، وتهمل جميع الجسيمات التي تدخل العداد من اتجاه آخر. ويتكون المكشاف على العدادات التالية (قارن لولب مركب للميون): [10]
عداد عبور الأشعة : يقيس سرعة الجسيمات العالية الطاقة;
مطياف زمن الطيران الطويل وعداد زمن الطيران القصير : يقيسان سرعة الجسيمات المنخفطة الطاقة، *راصد النجوم : يحدد اتجاه العداد في الفضاء;
عدادات السيليكون : يقيس مسار جسيمات المشحونة وانحنائها تحت تأثير المجال المغناطيسي القوي للمغناطيس الذاتي، فيمكن التعرف عليها (نوع شحنة الجسيم وكميتها، والكتلة).
عداد عكسي للتزامن : يلغي الجسيمات العشوائية التي تدخل العداد ولا يعدّها;
عداد شيرنكوف مصور حلقي :يقيس سرعة الجسيمات عالية الطاقة بدقة فائقة
مقياس حراري : يقيس الطاقة الكلية للجسيمات

الحيود


انحراف أو حيود الضوء يشير في العادة إلى ظواهر طبيعية عديدة تحدث عند اصطدام موجة (ضوئية أو صوتية)بعائق وتوصف بانها انحناء شديد الوضوح للموجات حول عوائق صغيرة وانتشار الموجات من خلال فتحات صغيرة.[2] تأثيرات شديدة الشبه تحدث عند حدوث تعاقب في خصائص الوسيط

ملف الممانعة الصوتي بالنسبة للموجات الصوتية ويمكن الإشارة لهذه الظواهر بالانحراف الضوئي. يحدث انحراف الضوء مع كل الموجات بما يشمل الموجات الصوتية والموجات الضوئية والموجات الكهرومغناطيسية مثل الضوء المرئي وآشعة أكس وموجات الراديو. وتحدث ظاهرة الحيود أيضا مع الجسيمات الأولية مثل الإلكترون والنيوترون حيث أن الجسيمات الأولية لديها خصائص موجية، فحيود الضوء يحدث أيضا مع المادة ويمكن أن يُدرس طبقاً لميكانيكا الكم.


ويحدث حيود الضوء يحدث عند تداخل الموجات الضوئية المنتشرة بعد مرورها من خلال فتحتين أو أكثر، ويلاحظ تأثيراته على وجه الخصوص عندما تكون طول موجة الأشعة مقاربة أومساوية للمسافات بين أنظمة الجسيمات المنحرفة عليها. وتتولد النماذج النظامية نتيجة تداخل الموجات الضوئية فتشتد كثافتها عند نقطة وتقل كثافتها عند أخرى. يتسم تداخل الموجات الضوئية ذات طول موجة واحدة


بنوعين من التداخلات. تداخل تتطابق فيه الموجتان بحيث تنطبقان مع بعضهما فيتقابل قمة موجة مع قمة الموجة الأخرى فتشتد شدتهما ويعرف هذا بالتداخل البنـّاء، ويحدث التداخل الثاني بين الشعاعين عندما تتقابل قمة موجة مع قاع للموجة الأخرى فتمحي كل موجة الأخرى وتختفيان. أي لاتظهر لهما صورة. وهذا النوع من التداخل يسمى التداخل الهدام.والنتيجة العامة أن نري صورة النموذج كشكل هندسي، يظهر فيه نقاط شديدة الضوء، ونقاط أخرى لا يأتي الضوء عليها. إنها خاصية موجية. وتشاهد كثيرا مع أنظمة ألبلّورات ويمكن بدراستها تعيين الشكل البلوري للمادن، فمنها ذو بلورة مكعبة ومنها ذو بلورة مسدسة، أو مستطيلة وغيرها

الكهرباء الساكنة


الكهرباء الساكنة هي فرع العلم الذي يتعامل مع ظاهرة الانجذاب الكهربي. منذ التاريخ القديم ومعروف أن بعض المواد تجذب الحبيبات الصغيرة بعد دعكها. كلمة إلكترون أطلقت على أجزاء كثيرة من العلم الطبيعي. ظاهرة الكهرباء الاستاتيكية جائت من القوى الكهربية التي تحدث بين الشحنات المختلفة. هذه القوى وصفها قانون كولوم. ولكن هذه القوى تعتبر قوى ضعيفة, فالقوى الكهربية بين الالكترون والبروتون, التي تجعلهم منجذبين لبعض في ذرة الهيدروجين, حوالي 40 ماجنينيوت من قوة التجاذب بينهم.
تنشأ الكهرباء الساكنة بسبب تجمع الكترونات أو غيابها في منطقة ما.
تتمثل الكهرباء السكونية بتجمع الشحنات الكهربائية على أجسام المعدات المختلفة, وهي ظاهرة طبيعية. تكمن المشكلة في تجمع الشحنات على جسم ما للحد الذي يشكل انتقالها إلى جسم آخر حدوث شرارة كهربائية, في الطبيعة يتم تحرك وانتقال الشحنات من جسم إلى آخر بحرية لا يضبطها إلا قانون أو خاصية بسيطة وهي انتقالها من جسم إلى آخر بهدف التعادل والتوازن بين كمية الشحنات المتجمعة.
عند تحرك هذه الشحنات يحصل سريان لخطي للتيار الكهربائي, كما تحصل شرارة كهربائية عند تحرك الشحنات من موقع إلى
آخر عبر الجو، أي عندما تقفز تلك الشحنات من جسم ذو كمية عالية من الشحنات إلى الجسم الآخر ذو شحنات اقل.
يمكن ملاحظة هذه الظاهرة يوميا عند خلع الملابس المصنعة من النايلون أو البوليستر في غرفة مظلمة ليلا فسنلاحظ ظهور شرر وصوت لفرقعات بسيطة وهذا نتيجة لانتقال الشحنات الكهربائية.
كذلك يمكن ملاحظة هذه الظاهرة عند تقريب ساعدنا المشعر من شاشة التلفاز فسنلاحظ وقوف الشعر وانجذابه إلى شاشة التلفاز.
تشكل هذه الظاهرة مشكلة كبيرة في الصناعة والمعامل وخصوصا في الصناعة النفطية والغازية مثلا, فأن انتقال الشحنات قد يسبب شارة قد تكون كافية لإيقاد الغازات والأبخرة المتواجدة بالموقع.
لتجاوز مشاكل هذه الظاهرة بسيط في ظاهره وهو جعل كافة الأجسام متعادلة من حيث تجمع الشحنات عليها, فلن يكون هناك تجمع للشحنات على جسم ما يفوق ما هو متجمع على الجسم الآخر.
لذا من العادة ربط جميع الأجسام المعدنية في المعمل مع بعضها وربطها مع الأرض من خلال نظام للتأريض بهدف تفريغ كل الشحنات الكهربائية المتجمعة إلى الأرض.
تبقى مشكلة الشحنات المتكونة في الغيوم وتفريعها في ما بينها وبين الأرض والتي كثيرا ما سببت في حرائق الغابات, أما لحماية المسقفات والأبنية المرتفعة فيكون بواسطة نظم لمانعات الصواعق والتي تقوم بتسريب الشحنات والجهد الكهربائي العالي المصاحب لها للأرض.

ومن الجدير بالذكر ان الكهربائية الساكنة (الاستاتيكية)تستقر على سطوح الاجسام دائما وذلك لان الشحنات المتولدة على الجسم تكون من نوع واحد ونتيجه لذلك تنشأ قوى تنافر فيما بينها فتحاول أن تأخذ أقصى مسافة فيما بينها فتتجه إلى الخارج. وعلى هذا الأساس لا يصاب ركاب الطائرة بالصاعقة عند مرورهم من خلال غيمه مكهربة فتستقر الشحنات على سطح الطائرة ولا تتدخل إلى الداخل ولكن قد رجح العلماء بأن للكهرباء الساكنة وتواجدها على البشرة بشكل مباشر قد يساهم في الإصابة بسرطان الجلد، وقد بادرن كثير من الشركات بصناعة مضادات لهذه الظاهرة وقد تفرد المصنع العربي الوحيد لمنافسة المنتج المستورد لغلاء سعره وهو منتج سيف أون السعودي الصناعة.