عرض مصدر حالة تبدل استقرار غلاف التكافؤ الداخلي في الجزيء

{{يتيمة|تاريخ=يونيو 2019}}
إن '''حالة تبدل استقرار غلاف التكافؤ الداخلي في الجزيء'''، والتي تُعرف اختصاراً بالإنجليزية بـ MIMS، هي فئة من الجزئيات ذات الطاقة الفائقة و[[عمر النصف]] القصير، والتي تملك طاقة ارتباط أكبر بـ 1000 مرة، وطول رابطة يُقدر بجزء من مئة، مقارنة مع الجزئيات القياسية (أو النظامية). تتشكل هذه الجزئيات عن طريق الكترونات غلاف التكافؤ والتي تقاوم تشكّل الجزيء الطبيعي. ولكن في الظروف النجمية، تصبح الكترونات حزمة التكافؤ نشطة تفاعلياً، وتشكل بذلك البنى الجزيئية من مجموعات تحوي جميع العناصر في [[الجدول الدوري]].<ref name="YKBae">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Y.K. Bae |تاريخ=2008 |عنوان=Metastable inner-shell molecular state (MIMS) |مسار= https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S037596010800741X |صحيفة=[[Physics Letters A]] |المجلد=372 |العدد=29 |صفحات=4865–4869 |doi=10.1016/j.physleta.2008.05.037 |arxiv = 0805.0340 |bibcode = 2008PhLA..372.4865B |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20150924172747/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037596010800741X|تاريخ أرشيف=2015-09-24}}</ref><ref name="YKBae2">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Bae|الأول=Young K.|تاريخ=2016-03-11|عنوان=Metastable innershell molecular state (MIMS) III: The universal binding energy and bond length of the homonucleus K-shell MIMS|مسار= https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960114009256|صحيفة=Physics Letters A|المجلد=380|العدد=11–12|صفحات=1178–1183|doi=10.1016/j.physleta.2014.09.024|bibcode = 2016PhLA..380.1178B |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20150924172815/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960114009256|تاريخ أرشيف=2015-09-24}}</ref>

تبعث هذه الجزئيات فوتونات أشعة X، وتصل طاقتها لـ 100 ألف الكترون فولت keV مقارنة بطاقة الفوتونات العادية. ومن المتوقع وجود هذه الجزئيات، وهيمنتها على العمليات الإشعاعية، في بيئات الفيزياء الفلكية، أي في قلب الكواكب مثلاً أو النجوم، أو في محيط الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية. ويُعتقد بذلك أن هذه الجزيئات قادرة على تحويل طاقة الانضغاط النجمي إلى طاقة إشعاعية.

يُظهر المخطط التوضيحي المراحل الأربعة الافتراضية لتشكلها، وعمليات توليد أشعة X:
* المرحلة الأولى I: تخضع الذرات الفردية إلى الانضغاط النجمي، وتصبح جاهزة لامتصاص طاقة الانضغاط هذه.
* المرحلة الثانية II: تتحد أغلفة الالكترونات الخارجية مع بعضها تحت تأثير الضغط النجمي المتزايد.
* المرحلة الثالثة III: عندها يبلغ الضغط أقصاه، عن طريق تأين مدارات الغلاف K (الغلاف الأول) لتشكيل غلاف التكافؤ متبدل الاستقرار، ويصبح حاراً ومغلفاً بغلاف شبيه بالغلاف L.
* المرحلة الرابعة IV: تبرد الجزيئات ذات غلاف التكافؤ متبدل الاستقرار عن طريق تأيين عددٍ من التكرونات الغلاف الوهمي المشابه للغلاف L، وعن طريق التضاؤل اللاحق نتيجة إطلاق فوتونات أشعة X. تعود الذرات المنفصلة إلى حالتها الأصلية، وتصبح جاهزة لامتصاص طاقة الضغط.

وبالإمكان إنتاج هكذا جزيئات في المختبر أو في الوسط الصناعي، وذلك عن طريق آلة زد أو الاندماج بحصر القصور الذاتي.

== تاريخ ==
اقتُرح وجود شبه جزيء ذو غلاف داخلي متبدل الاستقرار في عملية تبديد إنتاج أشعة X، وذلك منذ ثلاثينيات القرن الماضي من طرف Mott. كان وجود شبه جزيء ذي طاقة عالية في المادة شديدة الضغط ممكناً نظرياً في الحساب الكمي (ab initio quantum calculation)، وهو ما اقترحه يونغر وآخرون في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي . وفي عام 2008، توقع ونتربرغ وجود جزيئات ذات رابطة داخلية متبدلة الاستقرار في غلاف التكافؤ K تحت الضغط العالي، واستخدامها في بدء التفاعلات النووية الحرارية، وذلك استناداً على النتائج المستخصلة من أبحاث مولر ورافيلسكي وغيرنر <ref name="MRG">{{استشهاد بدورية محكمة|مسار = |عنوان = Solution of the Dirac equation with two Coulomb centres |مؤلف= B. Mueller |مؤلف2=J. Rafelski |مؤلف3=W. Greiner |lastauthoramp=yes |صحيفة = Physics Letters|تاريخ الوصول = |doi = 10.1016/0370-2693(73)90554-6|تاريخ = 1973|المجلد = 47B|العدد = 1 |صفحة = 5|bibcode = 1973PhLB...47....5M }}</ref> في أشباه الجزيئات أثناء التصادمات الذرية ذات سرعات التصادم المرتفعة.

واقتُرح وجود حالة الجزيء ذي غلاف التكافؤ الداخلي متبدل الاستقرار، والمشابه لإكسايمر الغازات النادرة، على يد Bae في عام 2008 <ref name="Winterberg">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=F. Winterberg |تاريخ=2008 |عنوان=Transient Formation of Super-Explosives under High Pressure for Fast Ignition |صحيفة=[[Zeitschrift für Naturforschung]] |المجلد=63a |العدد=1–2 |صفحات=35 |bibcode = 2008ZNatA..63...35W |doi = 10.1515/zna-2008-1-206 }}</ref> لتفسير إشارات أشعة X الشاذة والغامضة التي لاحظها Bae وزملاؤه في مختبر بروكهفن الوطني في تسعينيات القرن الماضي.<ref name="YKBae3">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Y.K. Bae |مؤلف2=Y.Y. Chu |مؤلف3=L. Friedman |lastauthoramp=yes |تاريخ=1995 |صحيفة=[[Physical Review A]] |عنوان=Observation of enhancement of stopping power and possible hydrodynamic shock behavior in penetration of large molecules in solids |المجلد=A51 |العدد=3 |صفحات=R1742 |doi=10.1103/PhysRevA.51.R1742 |bibcode = 1995PhRvA..51.1742B }}</ref><ref name="YKBae4">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Y.K. Bae |إظهار المؤلفين=etal |تاريخ=1996 |عنوان=Detection of accelerated large water cluster ions and electrosprayed biomolecules with passivated solid state detectors |مسار= https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0168583X96000432 |صحيفة=[[Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B]] |المجلد=114 |العدد=1 |صفحات=185–190 |doi=10.1016/0168-583x(96)00043-2 |bibcode = 1996NIMPB.114..185B |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191218014414/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0168583X96000432|تاريخ أرشيف=2019-12-18}}</ref>

ولدراسة آثار الجسم المتعدد في المواد النجمية المنضغطة بشدة، قام Bae وزملاؤه بتوليد ودراسة هذه المواد عن طريق تصادم جسيمات نانوية مائية وحيوية بسرعات فائقة (100 كلم/ثانية) مع أهداف مختلفة.<ref name="YKBae3" /><ref name="YKBae4" /> واكتشف الباحثون أثناء دراستهم وجود إشارات شاذة عندما اصطدمت الجسيمات النانوية مباشرة بكاشفات جزيئات السيليكون، والتي تملك نوافذ سميكة كفاية لمنع اختراق الجسيمات النانوية بشكل كامل.

لم يستطع Bae حل لغز الإشارات الشاذة حتى عام 2008، حيث ساعدته علوم المواد النجمية الناشئة في هذا الأمر.<ref name="Winterberg" /><ref name="BFRoz">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=B.F. Rozsnyai |إظهار المؤلفين=etal |تاريخ=2001|عنوان=Theory and experiment for ultrahigh pressure shock Hugoniots |صحيفة=[[Physics Letters A]] |المجلد=291 |العدد=4 |صفحات=226–231 |doi=10.1016/s0375-9601(01)00661-2 |bibcode = 2001PhLA..291..226R |مسار= https://zenodo.org/record/1260031 |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190628230617/https://zenodo.org/record/1260031|تاريخ أرشيف=2019-06-28}}</ref><ref name="JCPain">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=J.C. Pain |تاريخ=2007 |عنوان=Equation-of-state model for shock compression of hot dense matter |صحيفة=[[Physics Letters A]] |المجلد=362 |العدد=2–3 |صفحات=120–124 |doi=10.1016/j.physleta.2006.10.013 |arxiv = 0707.0010 |bibcode = 2007PhLA..362..120P }}</ref> وعند تحليل هذه الإشارات، اكتشف Bae <ref name="YKBae" /> وجود نوع من الجزيئات متبدلة الاستقرار تملك طاقة عالية جداً، وترتبط مع بعضها بالكترونات غلاف التكافؤ الداخلي، وأن هذه الجزيئات هي المسؤولة عن الإشارات الصادرة، وهو من أطلق عليها الاسم الذي نعرفه الآن. كما اكتشف Bae أن كفاءة تحويل الطاقة المرصودة عن هذه الجزيئات من الطاقة الحركية للجسيمات النانوية إلى الطاقة الإشعاعية يصل إلى 40 بالمائة، واقترح بالتالي أن هذه الجزيئات ذات غلاف التكافؤ متبدل الاستقرار باستطاعتها أن تفسح المجال لجيل جديدٍ من مولدات أشعة X المضغوطة ذات الكفاءة الفائقة.

بين عامي 2013 و2014، وأثناء بحثٍ يتعلق بهذه الجزيئات باستخدام مجالٍ واسعٍ من مولدات أشعة X، اكتشف Bae <ref name="YKBnanostars">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Y.K. Bae |تاريخ=2013 |عنوان=Creating nanostars with buckball |مسار= https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0375960113009894 |صحيفة=[[Physics Letters A]] |المجلد=377 |العدد=45–48 |صفحات=3304–3311 |doi=10.1016/j.physleta.2013.10.036 |bibcode = 2013PhLA..377.3304B |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191218014424/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960113009894|تاريخ أرشيف=2019-12-18}}</ref> ظهور الجزيئات ذات غلاف التكافؤ متبدل الاستقرار، والتي تشكلت بوساطة الكترونات غلاف التكافؤ K، في العديد من البيانات البحثية المتعلقة بعمليات التصادم الأيونية، والتي أجراها عدد كبير من الباحثين على مر العقود السابقة. وافترض Bae في أوراقه البحثية<ref name="Williams76">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Williams|1976|pp=166–191}}</ref><ref>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Crasemann|1975}}</ref><ref name="RAnholt">{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=R. Anholt |تاريخ=1985 |عنوان=X-rays from quasimolecules |صحيفة=[[Reviews of Modern Physics]] |المجلد=57 |العدد=4 |صفحات=995–1053 |doi=10.1103/revmodphys.57.995 |bibcode = 1985RvMP...57..995A }}</ref> أن شبه الجزيء ما هو إلا جزيء ذو غلاف تكافؤ متبدل الاستقرار (MIMS) خلال عمليات التصادم، وأن هناك ظروف معينة تسمح بإنتاج هذا الجزيء.

وبعد التحليل الدقيق والمكثف والنمذجة النظرية لهذه البيانات، والتي تضمنت نطاقاً واسعاً من العناصر في الجدول الدوري، دُمجت البيانات بنجاحٍ في إطار موحد لنموذج الجزيء ذي غلاف التكافؤ متبدل الاستقرار. لذا تم إنشاء نموذج جزيء ذي غلاف تكافؤ متبدل الاستقرار لجميع العناصر في الجدول الدوري.

== المراجع ==
{{مراجع|2}}
{{شريط بوابات|الكيمياء|كيمياء فيزيائية|علم الفلك|الفيزياء}}

[[تصنيف:أشعة سينية]]
[[تصنيف:اندماج نووي]]
[[تصنيف:ترابط كيميائي]]
[[تصنيف:فيزياء البلازما]]
[[تصنيف:فيزياء المواد المكثفة]]
[[تصنيف:فيزياء جزيئية]]