الرئيسية / علوم تطبيقية / سلسلة الحالة الرابعة للمادة وتطبيقاتها (الجزء الاول :مما يتكون 99.999% من الكون المرصود؟)

سلسلة الحالة الرابعة للمادة وتطبيقاتها (الجزء الاول :مما يتكون 99.999% من الكون المرصود؟)

ترجمة واعداد: احمد طريف المدرس
تدقيق: ريام عيسى
تصميم الصورة: أحمد الوائلي

على الرغم من أن البلازما تمثل أكثر من 99% المادة المرصودة في الكون وبالتالي تعد حالة المادة الاكثر شيوعاً إلا أن البعض قد لا يعلم بوجود حالة رابعة للمادة، والبلازما هي غاز تم تنشيطه إلى درجة تحرر بعض الإلكترونات من نواتها. تتشابه البلازما في بعض الخصائص مع الغازات. فهي لاتملك حجم او شكل معين. وعلى عكس الغاز فإن البلازما غير معتدلة الشحنة على المستوى الجزيئي مما يولد قوة كهربائية ساكنة من مرتبة عالية مما يعطي البلازما بعض الخصائص المميزة كتوصيل الكهرباء وبالتالي الحصول على مجال مغناطيسي. يمكن للغازات أن تصبح بلازما بعدة طرق، ولكن جميعها تشمل ضخ الغاز بالطاقة. مرور غاز ساخن عبر شرارة كبيرة سيحول تيار الغاز إلى بلازما. وبنفس التقنية تستخدم مشاعل البلازما في صناعات التعدين لقطع المعادن. أحد اكبر الامثلة عن البلازما والتي نراها بشكل يومي هو شمسنا، مثل معظم النجوم، الشمس كرة كبيرة من البلازما.
حيث تؤدي حرارة الشمس الهائلة إلى نزع الإلكترونات من جزيئات الهيدروجين والهليوم المكونات الاساسية للشمس.

الهالة الشمسية

في الغاز العادي تتصرف جميع الجسيمات بنفس الطريقة تقريباً. فإذا وضعنا غازاً في حاوية وتركناه يبرد لدرجة حرارة الغرفة، فستتحرك جميع جزيئات الغاز بنفس السرعة، وإذا اردنا قياس سرعة الجسيمات فردياً سنحصل على منحنى توزيع تتحرك الكثير من الجسيمات فيه بالقرب من المتوسط ​​بينما يتحل قليل منها إما ببطء أو بسرعة. ولشرح ذلك سنشبه جزيئات الغاز بكرات البلياردو، حيث تحول الطاقة فيما بينها عن طريق تصادمها. ولكن ذلك لا يحدث في البلازما. حيث لا تسمح كثافة البلازمة الضئيلة مقارنة بالغاز بهذه التصادمات. ولكن ذلك يعطي دوراً مهماً للقوة الكهربائية الساكنة والحقل المغناطيسي حيث يمكن لحقل مغناطيسي أن يسرع مجموعة من الجسيمات لسرعات كبيرة داخل البلازما.
وبما أن التفاعلات في البلازما تحدث عن طريق الحقول الكهربائية و المغناطيسية فهذا يسمح لتفاعلات البلازما بالحدوث على مسافات اكبر بكثير من المسافات في تفاعلات الغازات، مما يعني أن الموجات تصبح اكثر اهمية، ومن اشهر الامثلة عن هذه الخاصية هو موجة الفين (والتي سميت باسم الفيزيائي السويدي الحائز على جائزة نوبل هانز الفين)، تحدث هذه الموجة عند اضطراب الحقل المغناطيسي في البلازما مما يؤدي إلى إنتشار موجة عبر خطوط الحقل. ولا يوجد أي ظاهرة مشابهة لموجة الفين في حالة الغازات. وتعتبر موجة الفين احد التفاسير لتباين درجات الحرارة بين الهالة الشمسية المكونة من البلازما (وتصل الحرارة فيها لملاين الدرجات)، وسطح الشمس الذي لا تتعدى حرارته الاف الدرجات. ومن الخصائص الأخرى للبلازما أنه يمكن حملها وتثبيتها بواسطة الحقول المغناطيسية. وهي خاصة مهمة جداً لأبحاث طاقة الاندماج. حيث تحتاج عملية الاندماج لدرجة حرارة عالية جداً (ملايين الدرجات) لايمكن لأي جسم صلب تحملها ولذلك يستخدم العلماء البلازما مستفيدين من امكانية التحكم بها عن طريق الحقول المغناطيسية. وللبلازما تطبيقات عديدة جداً ومتنوعة من الإضاءة وشاشات البلازما إلى طاقة الاندماج النووي وعلم الفلك
ليست مفيدة وحسب بل خلابة ايضاً!

تفسر البلازما ظاهرة الشفق القطبي الذي يحيط بالقطبين المغناطيسيين للارض عند نشاط الشمس. حيث تضرب الرياح الشمسية والمكونة من تيار من الجسيمات المشحونة (ومعظمها من البروتونات) الحقل المغناطيسي للأرض. هذه الجسيمات المشحونة، تتبع خطوط الحقل المغناطيسي وتتحرك باتجاه القطبين، حيث تتصادم وتثير الذرات في الهواء ( الأوكسجين والنيتروجين) فتطلق ذرات الأكسجين والنيتروجين المثارة الضوء.
المزيد من تطبيقات البلازما في الاجزاء القادمة.

الشفق القطبي

المصادر: هنا
هنا
هنا

عن Alaa Abdel Ameer

شاهد أيضاً

فرانكنشتاين: التجارب الحقيقية التي ألهمت الخيال العلمي

كتبه لموقع “ذي كونفرزيشن”: ايوان موروس نشر بتاريخ: 26/10/2018 ترجمة: إبراهيم العيسى مراجعة وتدقيق : …

لِمَ تقل مستويات التستوستيرون عند الرجال في العصر الحديث؟

كتبه لموقع “بيغ ثينك”: ماثيو دايفس نشر بتاريخ: 12/10/2018 ترجمة: إبراهيم العيسى مراجعة وتدقيق : …

2 تعليقان

  1. Wow, fantastic weblog structure! How lengthy have you ever been running a blog for?

    you make running a blog glance easy. The entire look of
    your web site is great, as well as the content!

    P.S. If you have a minute, would love your feedback on my new
    website
    re-design. You can find it by searching for «royal cbd» — no sweat if you can’t.

    Keep up the good work!

    Here is my site; buy instagram followers

  2. I’m not that much of a online reader to be honest but your sites really nice, keep it up!
    I’ll go ahead and bookmark your website to come back down the road.
    All the best

    my web page: sniadanie

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *