إفناء

الإفناء في الفيزياء وفي نظرية المجال الكمي هي ظاهرة تحول الإلكترون ونقيضه البوزيترون كلية إلى شعاع غاما. وكما نرى فتعبير إفناء لا يقصد منه إفناء الطاقة وإنما المادة ومضادها فقانون بقاء الطاقة ينطبق على الطاقة كما ينطبق على الكتلة. أي أن الطاقة لا تفني، والكتلة لا تفنى وكلتاهما صورتان لشيئ واحد . وقد صاغ أينشتاين ذلك التكافؤ بين المادة والطاقة بالعلاقة المشهورة .

مادة مضادة

الإفناء

E = mc2

حيث:

E الطاقة ووحدتها كيلوجرام .متر مربع / ثانية مربع أو جول

m كتلة الجسم أو الجسيم كيلوجرام

c سرعة الضوء في الفراغ 3 × 108 متر/ثانية.

وكلمة إفناء هي ترجمة كلمة 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 أو البوزيترون هو جسيم 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 أو يصتدما الإلكترون والبوزيترون يتحولان إلى شعاعين من أشعة غاما يحملا طاقتيهما، وتنقسم الطاقة الكلية بين الشعاعين بالتساوي . وهذا ما يتطلبه قانون انحفاظ الطاقة و قانون انحفاظ كمية الحركة . فتبلغ طاقة كل شعاع غاما 0.511 MeV ، ويكون الشعاعان متضادين في الاتجاه .

وتبلغ كتلة السكون للإلكترون 0.511 MeV ، وتبلغ كتلة السكون للبوزيترون 0.511 MeV، وعند اصطدامهما تتحول كتليهما إلى طاقة، وتظهر هذه الطاقة في هيئة شعاعي غاما، ويحمل كل شعاع طاقة قدرها 0.511 MeV.

كذلك يمكن أن تحدث عملية الإفناء أو التحلل للبروتون و نقيض البروتون antiproton ، وتكون نتيجة التحلل إنتاج 2 من الفوتونات (شعاعي غاما)، كل 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.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.