electron motion...

تحياتي لكم أخواني وأخواتي ......

لدينا معلومات وافية عن حركة الإلكترونات حول النواة وحول نفسها ...
لكن هل نعرف كيف تم قياس حركتها ..؟؟

( أكبر من سرعة البرق ) هذا ما يقال عادةً للتعبير عن حركة أسرع من أن تلاحظ..
ولكن هناك ظواهر أقصر بكثير يكون من الصعب ملاحظتها ...
لذلك حاول الإنسان أن يعمل على أدوات تتيح قياس تطوَّرات أكثر سرعة بصورة دائمة ...
فقد قام فريق نمساوي ، بالمشاركة مع باحثين كنديين و ألمان ، بإنتاج وقياس نبضات ضوئية خلال 650 أتوثانية ( أي 650 جزءاً من مليار جزء من الثانية ) : وهي مدة قصيرة جداً بالمقارنة مع خمس عشرة ثانية كقصر خمس عشرة ثانية بالمقارنة مع عمر الكون ..
وعادةً الكيميائيون يرغبون في تحليل ظاهرات سريعة جداً : فهم يفحصون بمساعدة نبضات ضوئية قصيرة ، حالة الجزيئات بفترات مختلفة بعد إشارة الانطلاق ..
الفمتو ثانية ( الفمتوثانية جزء من مليون مليار جزء من الثانية ) : هو المقياس الزمني المميَّز لحركات الذرات في الجزيئات ..وهكذا كان من الممكن ملاحظة حركة الذرات خلال التفاعلات الكيميائية في الزمن الحقيقي .. استحق هذا التقدَّم في عام 1999 م جائزة نوبل في الكيمياء التي منحت إلى أحمد زويل ..
ومع ذلك فإن الإلكترونات ، التي هي أخف بألف مرة من الذرات ، تتحرك بسرعة أكبر : وتتطلب ملاحظتها نبضات أتوثانية ..
كيف تنتج نبضات بهذا القصر ....؟؟
حتى يتم إنتاج نبضات بهذا القصر لا بد من توفر شروط معينة ...
1- لا يمكن للنبضة أن تكون أقصر من دور الموجة الكهرطيسية التي تحملها .. ( إن دور موجة كهرطيسية هو المدة التي تفصل بين ذروتين متعاقبتين لحقل الموجة الكهربائي الذي يتغير جيبياً خلال الزمن .. وهذا هو مقلوب التواتر .. الذي سوف يأتي ذكره لاحقاً ) وللتوصل إلى الأتوثانية لا بد من استخدام أشعة X .
2- يجب أن تُغطي أكبر مجال ممكن للتواتر ، وإن المدة الدنيا لنبضة ما تتناسب عكسياً مع توسعها بالتواتر ..
3- يجب أن تكون مترابطة أي إنها ، على الرغم من اهتزازتها بتواترات مختلفة ، يجب أن توجد جميعها ، عند لحظة معينة ، بحالة ذروة ، وهذا ما يؤدي إلى إنتاج النبضة الفائقة القِصر ..
ومنذ عام 1993 م اقترح بول كركم نموذجاً حيث يتماشى إنتاج التوافقيات من مرتبة عالية مع إصدار نبضات فائقة القِصر ..وعندما يصل الحقل المغناطيسي لليزر إلى حده الأعظم ، يكون شديداً بحيث يمكنه انتزاع إلكترون واحد من ذرة النيون مثلاً وتسريعه ، وبعد ذلك إعادته إلى الذرة ..ويصدر عن صدمة العودة ومضة أتوثانية من أشعة X ، بفضل الطاقة المكتسبة بالإلكترون في حقل الليزر .. وتَنتُج هذه العملية في كل مرة تكون فيها سعة الحقل الليزر في حدها الأعظم ، أي في جميع أنصاف الأدوار ، حيث لا يُبقى تداخل الومضات المتعاقبة إلا التواترات التوافقية ..
ولذلك تم تحريض ذرات النيون بنبضات ليزرية تحت حمراء قصيرة جداً ( 7 فمتو ثانية ) التي لا تولّد في الحقيقة إلا بضع ومضات أتوثانية .. ومن خلال اختيار التوافقيات الأكثر ارتفاعاً التي لا تَنتُج إلا من خلال جزء من اهتزاز الحقل الكهربائي لليزر ، عزل ومضة واحدة ..
وبالتالي تم تحسين طريقة مبنية على تأيين غاز نادر بنبضة أشعةX بوجود نبضة ليزرية تحت حمراء . وبتغيير مدة وصول ومضة الأتوثانية ضمن دور حقل الليزر ، لوحظ تغيراً في طاقة الإلكترونات المقذوفة ...وهكذا تم القياس الأولي الأدنى من الفمتوثانية وتم استنتاج مدة نبضة 650 أتوثانية بدقة قياس قدرها 150 أتوثانية ...
إن هذه النبضات ما تزال ضعيفة الشدة ومدتها تبلغ بضع مئات أتوثانية ... غير أن ظاهرة توليد التوافقيات لا بد أن يتيح بسرعة الحصول على نبضات أقصر و أشدّ .. ومن خلالها يمكن التحكم بالحركات الإلكترونية بمقياس زمني مقداره أتوثانية ...

بصراحة لاأخفي عليكم إنني لأول مرة أعرف هذه المعلومات ...
ومن عنده معلومات حول هذا الموضوع ممكن يضيفها هنا وذلك للإستفادة ...
وأعذروني حاولت جاهدة في البحث عن صور مناسبة لهذا الموضوع ، ولكنني لم أجد ...
المصدر : مجلة عالم الذرة

تحياتي لكم

أختكم .................Ultraviolet