تويت
تعتبر أشعّة غاما من أقوى الإشعاعات وأكثرها فتكًا في الطّيف الكهرومغناطيسيّ، فهي قويّة بما يكفي لاختراق حواجزَ معدنيّة أو مصنوعة من الكونكريت.
وبالإضافة لما سبق، تعدّ أشعّة غاما أقوى من الأشعّة السّينيّة، والتي نشأت كلتاهما من الفوضى النّاجمة عن النّجوم المنفجرة واندثار الإلكترونات وتحلّل العناصر المشعّة.
وقد تمكّن العلماء في مجال الطّبّ مؤخّرًا من السّيطرة على أشعّة غاما بغية استخدامها في المجالات الطّبّيّة.
وفي هذا المقال سنتحدّث عن سبعِ حقائق تتعلّق بهذه الأشعّة..
أولًا: يستخدم الأطبّاء سكاكين أشعّة غاما في عمليّاتهم الجراحيّة على الدّماغ:
يمكن لأشعّة غاما أن تكون مفيدة وضارّة في آنٍ معًا، حيث يستخدم العلماء الطّبّيّون سكاكين أشعّة غاما لتدمير سرطان الدّماغ أو غيره من المشاكل.
تتكوّن هذه السّكاكين من حزم عديدة من أشعّة غاما والتي تركّز هدفها نحو الخلايا التي ينبغي تدميرها.
يمكن لهذه التّقنيّة أن تسبّبَ ضررًا بسيطًا في النّسيج الدّماغيّ نظرًا لأنّ الحزمة الواحدة منها تعتبر ضئيلة نسبيًّا، بينما تصبح هذه الأشعّة كافية لقتل الخلايا المتسرطنة إذا تمّ تكثيف هذه الأشعّة وتركيزها نحو الخلايا السّابقة.
وبما أنّ الدّماغ يعتبرُ عضوًا حسّاسًا جدًّا، يمكننا القول أنّ سكاكين أشعّة غاما آمنة نسبيًّا إذا ما استُخدِمت لإجراء هذا النّوع من العمليّات، هذا وستشكّل تحديًّا هامًّا إذا تمّ استخدامها بالنّسبة للمشارط الاعتياديّة.
ثانيّا: جاء اسم أشعّة غاما من قبل العالم إرنست رذرفورد:
اكتشفَ الكيميائيّ الفرنسيّ بول فييار Paul Villard عام 1900 أشعّة غامّا من عنصر الرّاديوم الذي عزله كلّ من ماري وبيير كوري قبل هذا الاكتشاف بعامين.
وعندما درس العلماء للمرّة الأولى الآليّة التي تتغيّر فيها أشكال النوى الذّريّة، قاموا بتحديد ثلاثة أنواع من الإشعاعات معتمدين في ذلك التّصنيف على مدى اختراق الأشعّة لحواجزَ مصنوعةٍ من الرّصاص، وقد استمدّ رذرفورد الأسماء الخاصّة التي أطلقها على الأشعّة من الأحرف الثلاثة الأولى التابعة للأبجديّة اليونانيّة وهي: ألفا التي ترتدّ عند اصطدامها بالحاجز الرّصاصيّ، وبيتا التي تخترق الحاجز قليلًا، وغاما التي تعبر الحاجزَ لمسافةٍ أبعد.
وتعرف أشعّة ألفا حاليًا بأنها مماثلة تمامًا لذرة الهيليوم (والتي تتألّف من بروتونين مع إلكترونين)، فيما تعتبر أشعّة بيتا إمّا إلكترونات أو بوزيترونات (المادة المضادّة للإلكترونات)، أمّا عن أشعّة غاما فتعرف على أنّها نوعٌ من أنواع أشعّة الضّوء.
ثالثًا: تعتبر التّفاعلات النّوويّة مصدرًا رئيسيًّا لأشعّة غاما:
عندما تنشطر نواة اليورانيوم غير المستقرّة أثناء الانشطار النّوويّ فإنّها تحرّر الكثير من أشعّة غامّا.
ونجد هذه العمليّات الانشطاريّة مطبّقة في كلّ من المفاعلات النّوويّة والرّؤوس الحربيّة النّوويّة.
أمّا عن مصادر أشعّة غاما، فهي تأتي من مصدرين رئيسيّين: الأوّل هو انفجار النّجوم شديدة الضّخامة التي تصدر أشعّة غاما حينما تموت، والثّاني هو الاصطدامات النّاجمة عن بقايا النّجوم عالية الكثافة والتي تُعرف بالنّجوم النيوترونيّة مع شيءٍ آخرَ، قد يكون نجمًا نيوترونيًّا أو ثقبًا أسود.
رابعًا: كان لأشعة غاما دورٌ عظيمٌ في اكتشاف جسيم بوزون هيغز:
تبدو معظم الجسيمات وفقًا للنموذج المعياريّ لفيزياء الجسيمات غيرَ مستقرّة وتتحلّلُ إلى جسيمات أخرى حالما تصل إلى حيّز الوجود. على سبيل المثال، يمكن لبوزون هيغز أن يتحلّل إلى جسيمات عديدة ومن ضمنها أشعّة غاما.
وعلى الرّغم من أنّ بوزون هيغز سيتحلّل نظريًّا إلى أشعّة غاما في غضون 0.2% من الثانية، إلا أنَّ هذا النّوع من التّحلّل يسهل تشخيصه حيث كان نوعًا من بقيّة الأنواع التي لوحظت من قبل العلماء عند اكتشاف بوزون هيغز للمرّة الأولى.
خامسًا: قام العلماء ببناء منظار في الفضاء لدراسة أشعة غاما:
تعاني أشعّة غاما المتّجهة إلى الأرض من اصطدامات عديدة مع ذرّات الغلاف الجوّيّ بشكل كافٍ كي تمنع هذه الأشعّة من الوصول إلى سطح الأرض.
في الواقع، يعتبر هذا الأمر جيّدًا لصحّتنا إلا أنّه يعود بنتائج سيّئة لأولئك الذين يرغبون بدراسة الانفجارات النّجميّة أو غيرها من مصادر أشعّة غاما.
ولكي يرى علماء الفلك الأشعّة قبل وصولها إلى الغلاف الجوّيّ، قاموا ببناء مناظيرَ في الفضاء ويشكّل هذا الأمرُ تحدّياً كبيراً لعدّة أسباب، فلا يمكن مثلًا أن تُستخدَم مرايا أو عدسات اعتياديّة لتركيز الأشعّة، نظرًا لأنّ شدّة الأشعّة ستخترق العدسات.
وبشكل بديل، يُكشَف عن إشارات أشعّة غاما في منظار فيرمي عند اصطدامها بكاشف ثمّ تحوَّلُ إلى أزواجٍ من الإلكترونات والبوزيترونات.
سادساً: يمكن للعواصف الرعديّة أن تنتج بعضًا من أشعّة غاما:
في تسعينيات القرن الماضي، كشفت مراصدُ موجودةٌ في الفضاء عن انفجارات قادمة من الأرض مصدرها أشعّة غاما، وعند تتبّع أثرها تبيّن أنّها نتجت من سحب رعديّة.
فالنّتيجة المباشرة لتراكم الكهرباء السّاكنة أعلى السّحب تتمثّل في تحوّلها إلى برق، حيث تعمل الكهرباء السّاكنة كمُسرّع عملاقٍ للجسيمات تتولّد منه أزواجٌ من الإلكترونات والبوزيترونات، والتي تبتلع إحداهما الأخرى كي تتولّد أشعّة غاما.
تحدث هذه الانفجارات في طبقات الجوّ العليا التي تقع ضمن مستويات الطّيران وهذا الأخير يعتبر سببًا من الأسباب التي تبتعد من أجله الرّحلات الجويّة عن العواصفِ الرّعديّة.
سابعًا: تزوّد أشعّة غاما أرضنا بما يجعلها قابلة للحياة بشكلٍ غير مباشر:
تندمجُ نوى الهيدروجين في قلب الشمس دائمًا، وتنتج أشعّة غاما كواحدٍ من النّتائج الثانويّة لهذا الاندماج.
تبقي طاقة أشعّة غاما قلبَ الشّمس ساخنًا، وقد يهرب بعضها إلى الغلاف الخارجيّ للشّمس، مما يتسبّب باصطدام الإلكترونات مع البروتونات فاقدة بذلك جزءًا من طاقتها.
تتحوّل هذه الطّاقة المفقودة إلى أشعّة فوق بنفسجيّة وأشعّة تحتَ حمراء وضوءٍ مرئيّ.
تبقي الأشعّة تحت الحمراء أرضنا دافئة بينما يمنح الضّوء المرئيّ الحياة للنّباتات الموجودة على سطحها.
وبالإضافة لما سبق، تعدّ أشعّة غاما أقوى من الأشعّة السّينيّة، والتي نشأت كلتاهما من الفوضى النّاجمة عن النّجوم المنفجرة واندثار الإلكترونات وتحلّل العناصر المشعّة.
وقد تمكّن العلماء في مجال الطّبّ مؤخّرًا من السّيطرة على أشعّة غاما بغية استخدامها في المجالات الطّبّيّة.
وفي هذا المقال سنتحدّث عن سبعِ حقائق تتعلّق بهذه الأشعّة..
أولًا: يستخدم الأطبّاء سكاكين أشعّة غاما في عمليّاتهم الجراحيّة على الدّماغ:
يمكن لأشعّة غاما أن تكون مفيدة وضارّة في آنٍ معًا، حيث يستخدم العلماء الطّبّيّون سكاكين أشعّة غاما لتدمير سرطان الدّماغ أو غيره من المشاكل.
تتكوّن هذه السّكاكين من حزم عديدة من أشعّة غاما والتي تركّز هدفها نحو الخلايا التي ينبغي تدميرها.
يمكن لهذه التّقنيّة أن تسبّبَ ضررًا بسيطًا في النّسيج الدّماغيّ نظرًا لأنّ الحزمة الواحدة منها تعتبر ضئيلة نسبيًّا، بينما تصبح هذه الأشعّة كافية لقتل الخلايا المتسرطنة إذا تمّ تكثيف هذه الأشعّة وتركيزها نحو الخلايا السّابقة.
وبما أنّ الدّماغ يعتبرُ عضوًا حسّاسًا جدًّا، يمكننا القول أنّ سكاكين أشعّة غاما آمنة نسبيًّا إذا ما استُخدِمت لإجراء هذا النّوع من العمليّات، هذا وستشكّل تحديًّا هامًّا إذا تمّ استخدامها بالنّسبة للمشارط الاعتياديّة.
ثانيّا: جاء اسم أشعّة غاما من قبل العالم إرنست رذرفورد:
اكتشفَ الكيميائيّ الفرنسيّ بول فييار Paul Villard عام 1900 أشعّة غامّا من عنصر الرّاديوم الذي عزله كلّ من ماري وبيير كوري قبل هذا الاكتشاف بعامين.
وعندما درس العلماء للمرّة الأولى الآليّة التي تتغيّر فيها أشكال النوى الذّريّة، قاموا بتحديد ثلاثة أنواع من الإشعاعات معتمدين في ذلك التّصنيف على مدى اختراق الأشعّة لحواجزَ مصنوعةٍ من الرّصاص، وقد استمدّ رذرفورد الأسماء الخاصّة التي أطلقها على الأشعّة من الأحرف الثلاثة الأولى التابعة للأبجديّة اليونانيّة وهي: ألفا التي ترتدّ عند اصطدامها بالحاجز الرّصاصيّ، وبيتا التي تخترق الحاجز قليلًا، وغاما التي تعبر الحاجزَ لمسافةٍ أبعد.
وتعرف أشعّة ألفا حاليًا بأنها مماثلة تمامًا لذرة الهيليوم (والتي تتألّف من بروتونين مع إلكترونين)، فيما تعتبر أشعّة بيتا إمّا إلكترونات أو بوزيترونات (المادة المضادّة للإلكترونات)، أمّا عن أشعّة غاما فتعرف على أنّها نوعٌ من أنواع أشعّة الضّوء.
ثالثًا: تعتبر التّفاعلات النّوويّة مصدرًا رئيسيًّا لأشعّة غاما:
عندما تنشطر نواة اليورانيوم غير المستقرّة أثناء الانشطار النّوويّ فإنّها تحرّر الكثير من أشعّة غامّا.
ونجد هذه العمليّات الانشطاريّة مطبّقة في كلّ من المفاعلات النّوويّة والرّؤوس الحربيّة النّوويّة.
أمّا عن مصادر أشعّة غاما، فهي تأتي من مصدرين رئيسيّين: الأوّل هو انفجار النّجوم شديدة الضّخامة التي تصدر أشعّة غاما حينما تموت، والثّاني هو الاصطدامات النّاجمة عن بقايا النّجوم عالية الكثافة والتي تُعرف بالنّجوم النيوترونيّة مع شيءٍ آخرَ، قد يكون نجمًا نيوترونيًّا أو ثقبًا أسود.
رابعًا: كان لأشعة غاما دورٌ عظيمٌ في اكتشاف جسيم بوزون هيغز:
تبدو معظم الجسيمات وفقًا للنموذج المعياريّ لفيزياء الجسيمات غيرَ مستقرّة وتتحلّلُ إلى جسيمات أخرى حالما تصل إلى حيّز الوجود. على سبيل المثال، يمكن لبوزون هيغز أن يتحلّل إلى جسيمات عديدة ومن ضمنها أشعّة غاما.
وعلى الرّغم من أنّ بوزون هيغز سيتحلّل نظريًّا إلى أشعّة غاما في غضون 0.2% من الثانية، إلا أنَّ هذا النّوع من التّحلّل يسهل تشخيصه حيث كان نوعًا من بقيّة الأنواع التي لوحظت من قبل العلماء عند اكتشاف بوزون هيغز للمرّة الأولى.
خامسًا: قام العلماء ببناء منظار في الفضاء لدراسة أشعة غاما:
تعاني أشعّة غاما المتّجهة إلى الأرض من اصطدامات عديدة مع ذرّات الغلاف الجوّيّ بشكل كافٍ كي تمنع هذه الأشعّة من الوصول إلى سطح الأرض.
في الواقع، يعتبر هذا الأمر جيّدًا لصحّتنا إلا أنّه يعود بنتائج سيّئة لأولئك الذين يرغبون بدراسة الانفجارات النّجميّة أو غيرها من مصادر أشعّة غاما.
ولكي يرى علماء الفلك الأشعّة قبل وصولها إلى الغلاف الجوّيّ، قاموا ببناء مناظيرَ في الفضاء ويشكّل هذا الأمرُ تحدّياً كبيراً لعدّة أسباب، فلا يمكن مثلًا أن تُستخدَم مرايا أو عدسات اعتياديّة لتركيز الأشعّة، نظرًا لأنّ شدّة الأشعّة ستخترق العدسات.
وبشكل بديل، يُكشَف عن إشارات أشعّة غاما في منظار فيرمي عند اصطدامها بكاشف ثمّ تحوَّلُ إلى أزواجٍ من الإلكترونات والبوزيترونات.
سادساً: يمكن للعواصف الرعديّة أن تنتج بعضًا من أشعّة غاما:
في تسعينيات القرن الماضي، كشفت مراصدُ موجودةٌ في الفضاء عن انفجارات قادمة من الأرض مصدرها أشعّة غاما، وعند تتبّع أثرها تبيّن أنّها نتجت من سحب رعديّة.
فالنّتيجة المباشرة لتراكم الكهرباء السّاكنة أعلى السّحب تتمثّل في تحوّلها إلى برق، حيث تعمل الكهرباء السّاكنة كمُسرّع عملاقٍ للجسيمات تتولّد منه أزواجٌ من الإلكترونات والبوزيترونات، والتي تبتلع إحداهما الأخرى كي تتولّد أشعّة غاما.
تحدث هذه الانفجارات في طبقات الجوّ العليا التي تقع ضمن مستويات الطّيران وهذا الأخير يعتبر سببًا من الأسباب التي تبتعد من أجله الرّحلات الجويّة عن العواصفِ الرّعديّة.
سابعًا: تزوّد أشعّة غاما أرضنا بما يجعلها قابلة للحياة بشكلٍ غير مباشر:
تندمجُ نوى الهيدروجين في قلب الشمس دائمًا، وتنتج أشعّة غاما كواحدٍ من النّتائج الثانويّة لهذا الاندماج.
تبقي طاقة أشعّة غاما قلبَ الشّمس ساخنًا، وقد يهرب بعضها إلى الغلاف الخارجيّ للشّمس، مما يتسبّب باصطدام الإلكترونات مع البروتونات فاقدة بذلك جزءًا من طاقتها.
تتحوّل هذه الطّاقة المفقودة إلى أشعّة فوق بنفسجيّة وأشعّة تحتَ حمراء وضوءٍ مرئيّ.
تبقي الأشعّة تحت الحمراء أرضنا دافئة بينما يمنح الضّوء المرئيّ الحياة للنّباتات الموجودة على سطحها.