غرفة الإشعال الشراري
غرفة الإشعال الشراري Spark chamber (وتسمى أيضاً streamer chamber) هي كاشف جسيمات تنتج شرارات عبر الممرات التي تتبعها جسيمات تحت ذرية مشحونة بالكهرباء. وبهذه الكيفية تصبح مسارات هذه الجسيمات مرئية. ويستخدم الفيزيائيون النوويون غرف الإشعال الشراري لدراسة الجسيمات تحت الذرية التيقد يكون حجمها صغيرًا لا يُرى بالعين المجردة.
وقد كشفت غرفة الإشعال الشراري عن أول مرشد لوجود جسيم تحت ذري يعهد باسم مونيوترينو. وقد فاز فهماء الفيزياء الأمريكيون ليون لدرمان وملفين شوارتز وجاك شتانبرجر بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1988 عن هذا الاكتشاف. استُحدثت غرف الإشعال الشراري كذلك لكي تبين حتى القوانين المتعلقة بالتناظرات الأساسية في الطبيعة يمكن خرقها. وفاز العالمان الفيزيائيان الأمريكيان جيمس كرونين وفال فيتش بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1980م، على هذا البحث.
تتكون غرف الإشعال الشراري من سلسلة من الألواح المعدنية الرقيقة، توضع متوازية في صندوق محكم لا يسمح بدخول الهواء ومليء بغاز خامل مثل غاز النيون. وتأتي الجسيمات التي تدرس في غرفة الإشعال الشراري عادة من جهاز يسمى معجل الجسيمات. انظر: معجل الجسيمات.
وعندما يدخل أحد الجسيمات المشحونة غرفة الإشعال الشراري ويمر عبر الألواح، فإن الجسيم يؤين (يشحن كهربائيًا) ذرات الغاز في طريقه. وتوصل ذرات الغاز المؤينة الكهرباء بينما الذرات التي لم تؤين لن توصل الكهرباء. وهناك دائرة إلكترونية خاصة تحدد ما إذا كان من الممكن دراسة الجسيم. فإذا صدرت الشرارة بوساطة الدائرة فإن غرفة الإشعال الشراري توجه مجالاً كهربائيًا ذا فولتية إلى الألواح المتبادلة. ويسبب هذا المجال شرارات تشبه البرق، تنتقل من لوح إلى آخر عبر مسار الجسيم المؤين الموصِّل للكهرباء. ومن السهل رؤية الشرارات وتصويرها، ويمكن كذلك تسجيل نمط الشرارة إلكترونيًا لتحليله بوساطة الحاسوب.
بنى الفيزيائيان اليابانيان شوجي فوكي وسيجنوري مياموتوأول غرفة إشعال شراري في عام 1959م. وكانت هذه الغرفة تمثل تطورًا رئيسيًا عن غرفة ولسون المعتمة والغرفة الفقاعية. وبخلاف تلك النبائط الأولى لمراقبة الجسيمات فإن غرفة الإشعال الشراري تستجيب باستمرار لأي جسيمات تدخلها. ويمكن ضبطها لكي تعمل فقط عندما يقرر الفيزيائي دراسة جسيم ولج الغرفة.
ومنذ استخدام غرفة الإشعال الشراري طور فهماء الفيزياء أنواعًا متقدمة من هذه الغرف، منها الغرفة النسبية متعددة الأسلاك وغرفة الجرف. وبدلاً من الألواح، تستخدم هذه الأجهزة ألواحاً من الأسلاك المتوازية. وتكشف النبضات الكهربائية في الأسلاك عن المسارات التي تتخذها الجسيمات المؤينة (المشحونة). وتسجل الحواسيب هذه النبضات. كما تميز الأسلاك مسيرات جسيمات أكثر مما كان متاحًا في غرف الإشعال الشراري الأولى. ويمكن لغرف الأسلاك تسجيل معلومات جديدة أسرع من غرف الإشعال الشراري الأولى.
وتكون غرف الجرف حاليًا جزءًا من كواشف الألف طن المستخدمة مع معجلات الجسيمات المتقدمة. ويواصل الفيزيائيون اكتشاف أنواع جديدة من الجسيمات وتعهد المزيد عن القوانين الأساسية للطبيعة.
المصادر
- الموسوعة المعهدية الكاملة
وصلات خارجية
- Spark Chamber Project - McGill University
- "How does a spark chamber work?" - University of Birmingham
انظر أيضاً
- معجل الجسيمات
- غرفة السحابة
