أشعة كونية

الأشعة الكونية هي عبارة عن جسيمات ذات طاقة عالية تأتي من الفضاء وتصطدم بأعالي الغلاف الجوي للأرض. 90 % من الأشعة الكونية هي عبارة عن بروتونات ، ونحو 9 % منها هي عبارة عن جسيمات ألفا (أي أنوية ذرات هيليوم) ونحو 1% جسيمات بيتا (إلكترونات). استخدام مصطلح "أشعة" هو استخدام شائع ولكنه خاطئ، حيث أن الأشعة الكونية هي جسيمات مادية تصل بشكل منفرد وليس على شكل أشعة أو حزم من الجزيئات.

مصادر هذه الأشعة عديدة فمنها مثلا أشعة مصدرها النتوءات التي تبرز من قرص الشمس وتبلغ سرعتها 200060 كيلومتر في الثانية ، ويطلق عليها الرياح والعواصف الشمسية، وأشعة مصدرها النجوم وتكون خاطفة لكهنا قوية جدا وتنشأ من اندماج المجرات وهي الأشعة الناتجة في السدم، وهناك أشعة كونية تأتي من مصادر مجهولة في أقاصي الجزء المنظور من الكون. مسار الأشعة الكونية في الفضاء يتبع خطوط القوى المغناطيسية للشمس و الكواكب ، وبدراسة أنواع الأشعة الكونية المختلفة يمكن معرفة كيفية تكون النجوم ونشوء الكون.

قد تحمل الأشعة الكونية طاقة عالية جداً تفوق 1000 جيجاإلكترون فولت (1000 GeV) ، وهذا قدر من الطاقة أكبر بكثير مما استطاع العلماء تعجيل الجسيمات إليه في معجلات الجسيمات حتى وقت قريب . وقد بدأ مصادم الهدرونات الكبير المبني تحت الأرض باتساع 27 كيلومتر قرب مدينة جينيف وهو يسرع البروتونات إلى نحو 7000 جيجا إلكترون فولت.

اصتدام شعاع جاما من الأشعة الكونية بطبقات العليا من جو الأرض

اصتدام جسيم أولي من الأشعة الكونية بطبقات العليا من جو الأرض وتكون سيل من الجسيمات وأشعة جاما

وعندما يصتدم شعاع من أشعة جاما ذو طاقة عظيمة مع ذرة من ذرات الهواء في طبقات الجو العليا ، ينشأ عن هذا الاصتدام تفتت الذرة ، وتتشتت منها أجزاء علي هيئة جسيمات مثل الإلكترون و الميزون وأشعة جاما . وكل من هؤلاء لا يزال يحمل معه قدرا كبيرا من الطاقة ، فيصتدم هو الآخر بذرات الهواء وينتج عن ذلك جسيمات سريعة وأشعة جاما على هيئة سيل أو شلال من تلك الجسيمات يمكن قياسها على الأرض بالعدادات المعملية .

• عندما يصتدم جسيم ذو طاقة عالية آت من أعماق الكون بذرات الهواء في طبقات الجو العليا ، تتحطم الذرة وتتشتت منها أجزاء ، بعضها من مكونات نواة الذرة مثل البروتونات و لألأنيوترون |النيوترونات]] و الميزونات ، وأجزاء من غلاف الذرة مثل الإكترونات ، وفوق ذلك أشعة تحمل طاقة خالصة مثل أشعة جاما. ويشكلون ما يسمى بالسيل أو شلال من الجسيمات و الأشعة كما نري في الشكل . ويصل بعض تلك الجسيمات والأشعة إلى سطح الأرض ويمكن قياسها . ومن خلال دراسة الأشعة الكونية نستطيع أن نزيد معرفتنا عن الكون الخارجي ، وكذلك معرفة تفاعلات الجسيمات الأولية مع ذرات الهواء.

• واالأشعة الكونية موجودة باستمرار و تصيب كل الأحياء على الأرض ، ولكن قدرها قليل ولا يهدد الحياة على الأرض ، فهي قي صحبتنا دائما منذ الخليقة . وتقل هذه الأشعة عند اختراقها لطبقات الأرض حيث تمتصها الأرض والاحجار ، حتي تختفي عند أعماق تحت الأرض تقدر بنحو 1000 متر .

• أثناء رحلتنا بالطائرة تصيبنا قدر أكبر من الأشعة الكونية عنه عندما نكون على سطح الأرض ، ذلك لأن الغلاف الجوي يحمينا إلى حد ما منها . وبازدياد الارتفاع في الجو يزداد تأثير الأشعة الكونية علينا . لهذا يجب أن لا يبقى رواد الفضاء طويلا في رحلاتهم الفضائية . كذلك الطيارون الذين يعملون لأوقات طويلة في الجو معرضون لهذه الأشعة أكثر من الشخص العادي الذي يعيش ويمرح علي الأرض . ولهذا تختبر صحة الطيارين من حين لآخر للإطمئنان على سلامتهم ، وتـُنظم خطط العمل بحيث لا يتعرضون إلى قدر كبير لتلك الأشعة حفاظا على صحتهم .