القوى الخفية في الذرة

كان تركيب نواة
الذره أحجيه زمنا طويلا وبعد سبر دام اثنتي عشر سنه أكتشف جميس شادويك
اخيرالقطعه المفقوده ألا وهي النيترون وكان من شأن هذا الاكتشاف أن وضع
الفيزياء النوويه على الطريق التي ادت في النهايه الى صنع القنبله الذرية

في عام 1920 اقترح رذرفورد أنه في داخل الذره جسيما ثابتا بالاضافة الى
الالكترون والبرتون وكان العلماء يعتقدون في ذلك الوقت أن الالكترونات
لاتحيط بالنواة فحسب بل توجد في داخلها كذلك كانوا يعتقدون أن هذه
الالكترونات الداخليه هي مصدر الجسيمات التي نشاهدها في النشاط الاشعاعي
بيتا وادعى رذرفورد أنه يجري أحيانا التقاء بروتون وألكترون ليشكلا جسيم
احادي اطلق عليه اسم (نترون) وشرع على الفور بالبحث عن الجسيم يعاونه في
ذلك مساعده شاوديك ولكن المحاولات في البحث عن النيترون كانت فاشله وبقيا
هذان العالمان حائران فتره من الزمن …..

في هذه الاثناء اكتشف بوث وبكر أن رجم اليريليوم بجسيمات الفا يولد إشعاع
خارقا ينفذ عبر عشر سنتيميترات من الرصاص وظلا يعتقدان انه اشعاع قاما حتى
عام 1932 عندما بينت مدام كوري وزوجها أن الإشعاع يرتطم بالبرونات ويخرجها
من ذرات الهيدروجين لكن بيكر عندما عمل تجرية مدام كوري افترض ان الجسم
الخارج هو جسم مساوي للبرتون في الكتلة هو الجسم الذي طال البحث عن لكنه
كان جسم قائما بذاته ولم يكن يتألف من الكترون وبروتون واكتشف ان النواه
تتكون من بروتونات والكترونات وبما ان النيتورنات ليست مشحونه فانها
لاتتاثر بالنوى الكهربيه الموجوده داخل الذره وتستطيع النفاذ عبر الماده
بسهوله وهو سبب قوتها في الاختراق وقد تنباء العلماء بامكانية رجم النوى
بهذا الجسيم الذي قاد الى عمل الانشطار النووي الاول طبعا بالاعتماد على
المعادله الشهيره (الطاقة تساوي الكتله في مربع سرعة الضوء ) وسوف انقلكم
من اكتشاف النيترون الى اكتشاف الماده المضاده والبيزترونات

كانت في الماده مكونه من ثلاث جسيمات اساسيه الإلكترونات والبروتونات
والنيترونات هذا في عام 1932 مع انه في هذا العم اكتشف جسيم جديد وهو
البوزترون في الاشعه الكونيه وهو المثال الاول على الماده المضاده كيفية
اكتشاف هذه الماده المضاده قام ديراك بتطوير معادله تجمع بين الكموميه
والنسبيه وكان لها اثر كبير وقد حلت كثير من المعادلات الرياضيه وكان احد
الحلول يتوافق مع الالكترون العادي في حين بدا حل اخره يمثل الكترون يملك
طاقة سالبة حار رواد مكنيكا الكم بهذه الطاقة السلبة وخاصه هايـزنبرغ اذ
لم تكن الطاقة السالبه لتتوافق مع أي شي في عالم الفيزياء وهي نتيجه لا
يمكن تجاوزها لا معادلة ديراك صحيحة خرج ديراك بحل لهذه المسئله لكنه حل
غريب جدا أنه نظرية الثقوب …!!!

كانت الفكرة هي أن الالكترونات ذات الطاقة السالبة موجوده وهي جسيمات
حقيقيه ونحن محاطون بعالم من الالكترونات مثل الهواء مع هذا فإنه لا يرى
عادة مع ذلك ربما يحدث خواء (ثقب ) في هذا العالم من الالكترونات وتشبه
هذه الثقوب الجسيمات الموجبه في الحقل الكهرطيسي وهنا تتبين قوة الرياضيات
في مجال لايعتمد فيه على الحدس البشري واطلق ديراك على هذا الجسيم ذو
الطاقة السالبه بالالكترون المضاد

لم يكن ديراك مهتم بكتشافه ولكن أندرسون الذي لم يكن على علم بأفكار ديراك
وجد بعض مسارات جسيمات غريبه في الاشعه الكونيه تشبه تماما مسارات
الجسيمات المتماثله مع الالكترونات عدى انها ذات شحنه موجبه وكانت صغير
بحيث لايمكن ان تكون بروتونات واسم هذا الجسم المجهول (البوزترون) ولدى
معرفة ديراك بإكتشاف البوزترون تابع تنبؤه بأنه ينبغي ان يكون هناك بروتون
مضاد أيضا وقد اكتشف هذا الجسم لاحقا والواقع اثبت انه لكل جسيم دون ذري
جسيم مضاد له ان نوجد عوالم متكامله من الماده المضاده ؟؟

يمكننا ان نتصور عالم من الماده المضادة لكن المادة والمادة المضادة تفني
بعضها الاخر عندما يتلاقيان ويتحولنا الى طاقه وهذا يفتح باب جديد على
اكثر علوم الفيزياء أساسيه هي فيزياء الخواء او الخلاء

وبعدها اكتشف النيترينو على يد العالم باولي

وفي ليلة من ليالي اكتوبر عام 1934 فارق يوكاوا النوم فتبين ان القوة
النوويه تعمل فقط على مسافات قصيره جدا مليون مليون جزء من السنتيميتر
ومثل هذه القوه لابد ان يحملها جسم ثقيل اثقل من الالكترون بمئات المرات
فاطلق يوكاوا على جسيمه اسم "الميزون" ومعنها المتوسط لانه كان اصغر من
البروتون واكبر من الالكترون وتاكد انه يظهر بشحنتين سالبة وموجبة ان هذا
الجسم يتارجح بين البروتونات والنيترونات ذهابا وإيابا بينها ولاصقا معها
لايمكن فصله بسهوله عن النواه وفي عام 1947 تم اكتشاف ميزون متوسط يتفق مع
وصف يوكاوا على يد بويل ..

في عام 1936 بعد ان اكتشف أندرسون البوزترون وجد جسما جديدا في الأشعة
الكونية اسمها الميون كان يدرس أندرسون الأشعة الكونيه بقرب سطح البحر
ووجد ان الجسيمات في هذه المنطقه خارقه تستطيع ان تخترق طبقة سمكه من
الرصاص ظن أندرسون لفتره من الزمن انها قد تكون الكترونات وفي عام 1935
وجد اول دليل على انه بصدد نوع جديد كليا من الجسيمات وبعد سنه أي في عام
1936 تلقى أندرسن جائزة نوبل على اكتشافه البوزترون .

أطلق أندرسون اسم الميزوتون على الجسيم الجديد والذي يعني "فيما بعد "
وبعد ذلك اختصر الى ميزون وعتقد العديد من العالماء ان هذا الجسم هو نفسه
جسيم يوكاوا لكن أندرسون كان مقتنع انه ليس هو فجسيمه محصن ضد القوى
النوويه مع انه لهما نفس الكتله كان جسيم يوكاوا هو "ميزون باي" او"
البيـون" في حين اطلق أندرسون على جسيمه اسم "ميزون" أو "ميون" ولم تتحد
هويتة الميون بشكل صحيح حتى الخمسينات القرن العشرين انه في حقيقة الامل
أخ ثقيل للإلكترون فهو اثقل منه 250 مرة وفي روما ابان دخولها من الالمان
اكتشف ثلاثي ايطالي ان الميزون يمر خلال الجسم بسهوله نسبيا عبر كل انواع
الماد لم يكن ميزون يوكاوا الذي يتفاعل مع النوى بسهوله ..

في الخمسينات بعد ان صنف العلماء الميزون والبيون اكتشفوا عائله جديده من جسيمات غريبه غير مستقره

في عام 1947 اكتشف روتشستر وبتلر من جامعه مانشستر مفعول غريب للاشعة
الكونيه فقد برز في حجرة السحاب العائده لهما مساران ينبعثان من نقطه
واحده على هيئة رقم ( Cool

العربي استنتج الباحثان انهما بصد حسيم مجهول
يتفكك الى جسيمين ثانويين .

في عام 1950 أكد أندرسون الاكتشاف بصوره فوتوغرافية لحجرة السحاب على قمة
جبل لانه يوجد في الاعلى من الاشعة الكونيه 40 ضعف مما هو موجود عند مستوى
سطح البحر لقد اكتشف 34 جسيما جديدا تعرف اليوم بـ (الميــزون –K) وسرعان
مااكتشف علماء الفيزياء أن الكاوونات تتفكك بطريقه غربيه وان الطريقه التي
أنتجت فيها الكاوونات توحي بان ينبغي ان عيش حوالي سنه نووية فقط والواقع
انها تعيش حوالي (10^- Cool

وهو زمن اطول بالف مليو مليون مره الأمر الذي
اذهل العقول وبسبب هذا الموت البطيء اطلق عليها الجسيمات الغريبة وفي مطلع
خمسينات القرن العشرين استخدمت مسرعات عالية الطاقه وسرعان ماكتفوا ثلاث
جسيمات غريبه تدعى (لمدا ؛ سيغما ؛ و كساي ) وفي عام 1954 فسر سبب طول
عمرها النسبي وهو لانها تملك شحنه كهربيه بخاصيه اساسيه اخرى اسمها "غرابه
" فإن الجسيمات الاقل غرابه لاتتفكك بفعل القوه النوويه الشديده بل
الضعيفه وتنجح في البقاء قيد الحياه مده ابر نسبيا

» تركيب الذرة