غرفة الإشعال الشراري ( Spark chamber )

الجسيمات المشحونة التي تمر في غرفة إشعال شراري تكون شرارات عبر مساراتها. وتُرى الشرارات خطوطًا حمراء منقطة في الصورة. وتتيح المرايا للعلماء مراقبة مسارات الجسيمات من الجانبين ومن أعلى الجهاز في الوقت نفسه. وغرفة الإشعال الشراري هذه موجودة في مركز المنظمة الأوروبية للبحوث النووية في جنيف بسويسرا.

غرفة الإشعال الشراري آلة علمية تنتج شرارات عبر الممرات التي تتبعها جسيمات تحت ذرية مشحونة بالكهرباء. وبهذه الطريقة تصبح مسارات هذه الجسيمات مرئية. ويستخدم الفيزيائيون النوويون غرف الإشعال الشراري لدراسة الجسيمات تحت الذرية التي يكون حجمها صغيرًا لا يُرى بالعين المجردة.

وقد كشفت غرفة الإشعال الشراري عن أول دليل لوجود جسيم تحت ذري يعرف باسم مو نيوترينو. وقد فاز علماء الفيزياء الأمريكيون ليون ليدرمان وملفين شوارتز وجاك شتانبرجر بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1988م عن هذا الاكتشاف. استُحدثت غرف الإشعال الشراري كذلك لكي تبين أن القوانين المتعلقة بالتناظرات الأساسية في الطبيعة يمكن خرقها. وفاز العالمان الفيزيائيان الأمريكيان جيمس كرونين وفال فيتش بجائزة نوبل 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. ★ تَصَفح: 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 مياموتو أول 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 دخل الغرفة.

ومنذ استخدام غرفة الإشعال الشراري طور علماء الفيزياء أنواعًا متقدمة من هذه الغرف، منها الغرفة النسبية متعددة الأسلاك وغرفة الجرف. وبدلاً من الألواح، تستخدم هذه الأجهزة ألواحًا 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 وتعرف المزيد عن القوانين الأساسية للطبيعة.

★ تَصَفح أيضًا: معجل الجسيمات ؛ غرفة ولسون المعتمة.