إفناء
الإفناء في الفيزياء وفي نظرية المجال الكمي هي ظاهرة تحول الإلكترون ونقيضه الپوزيترون كلية إلى شعاع جاما . وكما نرى فتعبير إفناء ليس سليما 100 % فقانون عدم فناء المادة ينطبق أيضا علي الطاقة . أي حتى الطاقة لا تفني ، والمادة لا تفنى وكلتاهما صورتان لشيئ واحد . وقد صاغ أينشتاين ذلك التكافؤ بين المادة والطاقة بالعلاقة المشهورة m. c2=E
حيث:
E الطاقة ووحدتها كيلوجرام .متر مربع / ثانية مربع أوجول
m كتلة الجسم أوالجسيم كيلوجرام
c سرعة الضوء في الفراغ [300000 متر/ثانية]
وحدثة إفناء هي ترجمة حدثة annihilation الإنجليزية وهذه أخذت عن اللاتينية nihil التي تعني (لا شيء) . وكما بينا أعلاه لا إفناء للمادة ولا للطاقة وإنما تحول من حالة إلى حالة.
ونقيض الإلكترون أوالبوزيترون هوجسيم أولي له نفس كتلة الإلكترون وله كم من الشحنة تساوي تماما كمة شحنة الإلكترون إلا أنها شحنة موجبة . وليست شحنة سالبة كالتي يحملها الإلكترون.
فعندما يلتقيا أويصتدما الإلكترون والبوزيترون يتحولان إلى شعاعين من أشعة گاما يحملا طاقتيهما، وتنقسم الطاقة الكلية بين الشعاعين بالتساوي . وهذا ما يتطلبه قانون انحفاظ الطاقة وقانون انحفاظ كمية الحركة . فتبلغ طاقة جميع شعاع جاما 511و0 MeV ، ويكون الشعاعان متضادين في الاتجاه .
وتبلغ كتلة السكون للإلكترون 511و0 MeV ، وتبلغ كتلة السكون للبوزيترون 511و0 MeV . فعند اصتدامهم تتحول كتليهما إلى طاقة ، وتظهر هذه الطاقة في هيئة شعاعين جاما ، ويحمل جميع شعاع طاقة قدرها 511و0 MeV.
كذلك يمكن حتى تحدث عملية الإفناء أوالتحلل للبروتون ونقيض البروتون antiproton ، وتكون نتيجة التحلل إنتاج 2 من الفوتونات (شعاعي جاما) ، جميع واحد منهما له كتلة ساكنة = 938 MeV . وإذا كانت طاقة البروتون ونقيض البروتون أعلى من 2 . MeV 1876 = 938 بسبب سرعاتهم الكبيرة ، تتوزع الطاقة الكلية بين الفوتونين الناتجين بالتساوي . وطبقا لقانون انحفاظ كمية الحركة ينطلق الشعاعان في اتجاهين منعكسين .
أمثلة على التحلل أوالإفناء
عندما يتحلل إلكترون بطيئ السرعة مع بوزيترون بطيئ تنشا في العادة شعاعان من أشعة جاما طالما لا يحمل الإلكترون أوالبوزيترون طاقة حركة كبيرة ، تساعد على نشأة جسيمات أخرى. أما إذا كان أحد الجسيمان ألإلكترون أوالبوزيترون يحمل طاقة حركة كبيرة فيمكن خلال تلك العملية حتى تنشأ خسيمات أخرى إذا كانت هناك طاقة حركة كافية .وأحيانا تحمل الصور المأخوذة في المعجلات صورا لتحول أشعة جاما الصادرة عن الإلكترون والبوزيترون إلى جسيمات أخرى .
تحلل الإلكترون والبوزيترون عند إلتقائهما لا يمكن حتى ينهج شعاعا واحدا من أشعة جاما بسبب قانون انحفاظ كمية الحركة الذي يمنع حدوث ذلك أويسمح به في وجود جسيم ثالث يقوم بحمل كمية الحركة الزائدة . لذلك يتحللان بالتحول إلى شعاعين جاما.
انظر أيضا ً
- إفناء إلكترون-بوزيترون
- طيف كهرومغناطيسي
