إن الكون عاصفة لا تتوقف عن استخدام الجسيمات العالية الطاقة المعروفة باسم الأشعة الكونية، وهذه الجسيمات التي تسافر بسرعة الضوء تقريباً، وتفجر كل شيء في الفضاء، وتتحول الكواكب والأقمار إلى المركبات الفضائية وأجهزة الفضاء الفلكية، وعندما تتصادم مع هذه الأمور، فإنها تُحدث سلسلة من ردود الفعل النووية التي تنتج مجموعة واسعة من الوصلات الثانوية والتفاعلات غير المستقرة.

ما هي (كوسمي رايز)؟

الأشعة الكونية ليست أشعة بالمعنى التقليدي إنها جزيئات دونية ونووية ذرية معجلة إلى طاقات استثنائية بواسطة بعض أكثر العمليات عنف في الكون

The majority of primary cosmic rays (about 90%) are protons-hydrogen nuclei stripped of their electrons. Another 9% are alpha particles (helium nuclei), and the remaining 1% includes heavier nuclei such as carbon, oxygen, iron, and even traces of elements up to uranium. A very small fraction consists of electrons and positrone

ومن أين تأتي هذه الجسيمات؟ إن الشمس مصدر قريب من الأشعة الكونية المنخفضة الطاقة التي تسمى الجسيمات الشمسية النشطة، وخاصة أثناء الطحين والقذف الجماعي، ولكن معظم الأشعة الكونية المجرية يُعتقد أنها نشأت من بقايا هائلة، وعندما تنفجر نجمة ضخمة كجسيم خارقة، فإن موجة الصدمة التي تتوسع فيها يمكن أن تعجل بمسافات هائلة من الجسيمات المتحركة.

عندما تدخل الأشعة الكونية إلى الغلاف الجوي للأرض، تتجمع مع النيتروجين والأكسجين والنواة الأخرى، تُشغّلُ avalanche من الجسيمات الثانوية، هذا الكاظري ينتج الطينات والنيوترونات والنظائر غير المستقرة التي تُخَلّصُ من خُلَق البِيَض، فهم هذه السلسلة السلاسل التعاقبيةِيةِيّةِ للإشعاعِ على ارتفاعاتِ.

The Fundamentals of Beta Decay

إن التحلل البيتاي هو أحد الأنواع الرئيسية الثلاثة من النشاط الإشعاعي (بالإضافة إلى الانبعاث الألفائي والانبعاثات من غاما) وهو ما يدفعه ضعف القوة النووية، وهي إحدى القوى الأربع الأساسية للطبيعة، والضعف في القوة هو المسؤول عن تغيير نكهة المحارم داخل النواة، مما يتيح للنيوترونات أن تتحول إلى برتون أو بروتون إلى نيترون.

هناك طريقتان أوليتان من البيتا ديتا

  • () Beta-minus (ß−) decay:] A neutron (d) transforms into a proton (uud) by emitting an electron and an antineutrino. The release of the electron and antineutrino carries away energy and lepton number, ensuring conservation laws are satisfied. This process increases thetom number of the nucleus-14
  • () Beta-plus (ß+) decay:] A proton transforms into a neutron by emitting a positronronron (the antimatter counterpart of an electron) and a neutrino. This decreases thetom number by one. Positron emission is common in proton-rich isotopes, such as fluor18

ويحتفظ بيتا ديتي دائما بالشحن والطاقة والزخم ورقم اللبتون، ولكنه لا يحفظ الملكية التي أدت إلى جائزة نوبل في عام 1957 لتسونغ - داو لي وتشن نينغ يانغ، ولكليات بيتا المنبعثة (الكهرباء أو المستبد) طيف مستمر للطاقة لأن الطاقة تتقاسم مع نصف النيتريكا أو مضادات النيتروجين.

وفي سياق الأشعة الكونية، فإن التحلل البنفسجي أمر حاسم لأن العديد من الجسيمات الثانوية التي أنشئت في التفاعلات النووية هي نظائر غنية بالنيوترونات أو غنية بالبروتون، وهي تتدهور بسرعة عن طريق انبعاث البيتا، فمثلاً، لا يمكن التكتم في الفضاء الحر، حيث تبلغ نصف العمر حوالي 880 ثانية، وتتحول إلى بروتون وكهرباء، وتفضيل.

كيف أن (كوسمي رايز) (تريغر بيتا ديساي)

وعندما تتحول بروتون أو نواة كثيفية عالية الطاقة إلى نواة مستهدفة - سواء في الغلاف الجوي، أو في هيكل مركبات فضائي، أو في غبار بين النجوم - كثيرا ما تكون النتيجة تجزؤ كل من الصواريخ والهدف، وهذه العملية، التي تسمى ] [FLopeton]، تُنتج قاذفة من الأوكسجين.

ومثال كلاسيكي هو إنتاج الكربون 14 - إن النيوترونات ذات الطاقة العالية التي أنشئت في أكاديميات الأشعة الكونية يمكن أن تتجمع مع النيتروجين 14 في الغلاف الجوي العلوي، وتحوّلها إلى الكربون 14، وبروتون: 14]N(n,p)

هذه التفاعلات الغامضة تنتج أيضاً مكوّنات ميكرومائية (ميسون) و موزّع، تُحطّم الأوعية الدموية إلى مواهب ونيوترينوس عبر التفاعل الضعيف، وهي عملية متصلة بـ (بيات)

وفي الفضاء بين الكواكب، تتفاعل الأشعة الكونية مع الرياح الشمسية، والجو الكواكبي، وأسطح القمر والستيرويدات، على سبيل المثال، يُقصف سطح القمر باستمرار بواسطة الأشعة الكونية المجرية، مما يؤدي إلى تفريق ذرات الارتداد وإنتاج مركبات البذور ذات الطول القصير الارتداد مثل الصوديوم - 22 وجهاز التخدير - 26.

وهناك عالم آخر مذهل هو تفاعل الأشعة الكونية مع سحابات الغاز المتقاطعة، وهذه الاصطدامات تنتج عناصر خفيفة مثل الليثيوم، والبريليوم، والبورون، التي لا تُجمع بكفاءة في النجوم، وتركيب الكربون والأكسجين والنتروجين بواسطة بروتونات الأشعة الكونية، يولد إمدادات ثابتة من هذه النظائر الكيميائية المدمجة في المستقبل.

Cosmic Ray Antimatter and Beta Decay

وتُعدّ هذه المادة من مواد الأشعة الكونية، أيّة مواد تُنتج عن الاختناق، وهي مادة مضادة للدروع، وتُلاحظ في الأشعة الكونية، أنَّ الظواهر المُتَخَلِّفة هي عنصر مستقل من الإلكترونيات، وتأتي بعض هذه الظواهر من التحلل الفوقي للنظائر الثانوية التي تُنتج في التوابل، ولكن قد ينشأ جزء كبير من مصادر خارجية مثل استئصال المظلمة

الآثار المترتبة على علوم الفضاء وعلم الفلك

تصميم المركبات الفضائية وسلامة الفضاء

إن الإشعاع الفضائي هو أحد المخاطر الرئيسية التي تتعرض لها عمليات الاستكشاف البشرية في المناطق المدارية المنخفضة، كما أن الأشعة الكونية المجرية والجسيمات الحية الشمسية يمكن أن تلحق أضراراً بالالكترونيات ومواد التحلل، وتطرح مخاطر صحية خطيرة على الفلك، بما في ذلك زيادة مخاطر الإصابة بالسرطان وأمراض الإشعاع الحادة، كما أن إنتاج الجسيمات الثانوية، بما في ذلك مركبات القاع، داخل أكواخ المركبات الفضائية، وفي إطار مضافات الأشعة تحت سطح الجسم البشري

الفيزياء الفلكية النووية ورسم العناصر

إنّ الرابط بين الأشعة الكونية وعضلة البيتا هو أمر محوريّ في الفيزياء الفلكية النووية، عملية التوابل الشعاعية الكونية التي تُستخدم في التقلبات الجليدية،

وفيما عدا النظام الشمسي، تتفاعل الأشعة الكونية مع الوسيط المتقاطع، حيث تنتج النظائر المشعة التي يمكن اكتشافها في طيف أشعة غاما، وعلى سبيل المثال، يلاحظ أن تلف الغاز المحتوي على التيتانيوم - 44 (60 سنة) في بقايا النجم، مما يوفر ساعة لعمر البقايا.

فيزياء الجسيمات فوق الأرض

فالفضاء يوفر مختبرا فريدا لدراسة التفاعلات الضعيفة والارتباكات الخبيثة في ظروف يتعذر تكرارها على الأرض، وعلى سبيل المثال، كانت الأشعة الكونية أكثر كثافة بكثير، وقد يكون تفاعلها مع المادة الأساسية أثرها على إنتاج عناصر خفيفة أثناء التخدير النواة الكبيرة، وحتى اليوم، فإن الأشعة السينية القصوى للأشعة الكونية تتيح للفيزيائيين أن يكشفوا عن

الحطام الفضائي وتدهور المواد

وفي مدار الأرض، يمكن أن يؤدي تراكم الضرر بالأشعة الكونية إلى تغيير خصائص المواد الساتلية، كما أن تفكك النظائر المشعة المستحثة في الألواح الشمسية، والخطوط الهيكلية، والعناصر الإلكترونية يمكن أن يخلق تيارات كهربائية صغيرة ويتسبب في أضرار بالتشرد، ويسهم هذا التدهور في العمر المحدود للصكوك الحساسة، ويساعد فهم معدلات إنتاج النظائر المشعة التي تستخدم بيتا في التنبؤ بمدى قدرة مخططي البعثات على العمل قبل حدوث إخفاقات حاسمة.

خاتمة

إن الصلة بين التفاعلات بين البيتا والأشعة الكونية هي خيط يخترق العديد من المجالات - علم الأرض - علم الأرض - طقس الفضاء - الفيزياء النووية - الفيزياء النووية - وعلم الكون - المادة الثالثة -