تستخدم صناديق الفجوه مع الكثافات
( الكُـثَـافه -condensed )
للماده طوران :
( الطور - phastrantion ) الأول للماده ، يحوى حالات ثلاثه , هى :
- الحاله الصلبه.
- الحاله السائله .
- الحاله الغازيه .
بينما الطور الثانى للماده يعتمد على حدوث تغييرات دقيقه فى تنظيم الذرات فهو يفقد الماده الروابط الجزيئيه , و يجعل الذرات داخل الماده غير منظمه , و مع ذلك فهو يترك الماده فى حاله مترابطه .
يمكن الحصول على الكُـثَـافهبتعريض الماده للتيريد الفائق , أو لتأثير مكثف كهربى ( تذبذب لفرق الجهد و مجال مغناطيسى ؛ أو لدوال موجيه ( وسيطة الترتيب - order parameter ) ذات مقياس واسع .
و يمكن فهم النسق غير المرتب للذرات داخل ، لو فهمنا النسق غير المرتب للذرات فى الحاله الغازيه للطور الأول من الماده ؛ و هو الأمر الذى يعنى أن ( اللزوجه -viscidity ) تصبح ضئيله جداً .
و فى الكُـثَـافه ( الطور الثانى للماده ) , تجمع الماده بين حالتين , فهى قد أصبحت ( مائعا فائقا - super fluidity ) , كما أصبحت ( موصلا فائقا - super condctity ) ، و :ذلك تجمع الكُـثَـافه بين حالتين , فهى :
- تقاوم الأنضغاط .
- لها صفة ( النابضيه - springness ) .
أما الميوعه الفائقه , فهى النتيجه المباشره لفقدان الذرات لترتيبها الجزيئ داخل الماده , مع إحتفاظ الماده بهيئتها , و بفقدان الماده لترتيب جزيئاتها تفقد اللزوجه ؛ و هذا بالضبط هو تعريف الميوعه الفائقه .
و أما الموصليه الفائقه , فهى تعنى أن مقاومة الماده للكهرباء أصبحت صفراً , و أن الماده قد أصبحت مغناطيسا فائقا (تأثيرات مايسن - Meissne effect ) - و أنه إذا أصبحت مقاومة الماده للكهرباء صفر فإن ذلك يعنى إستمرار التيارات الكهربيه إذ لن تفنى هذه التيارات .
- تدويم الكُـثَـافه :
لا ( تُـدًوم - spin ) الكُـثـًافه - بإعتبارها مائعا فائقا إلا بواسطة أشعة الميكروويف , و لا تثار الدوامات فى الكُـثـًافه إلا بواسطة الذبذبات الميكانيكيه ( الصوت ).
و لأن اللزوجه صفة زالت من المائع الفائق , إذا فميكانيكا الكـًم هى ميكانيكا حركة المائع .
إن قطر القلب فى كل دوامه داخل المائع الفائق تقترب من الإنجستروم ( = 10 أس -10 متر ) ,
آى قرابة ربع المسافه الوسطيه بين ذرتين متجاورتين فى المائع .
و قلب هذه الدوامه لا يحوى آى ذرات - حركة الجريان فى الموائع الفائقه هى جيشان و بالتالى فحركة الدوامه ذاتها جيشان -إن قلب الدوامه هو ( عقده - node ) فى ( الداله الموجيه - wave function ) التى تصف المائع الفائق .
و لأن إسلوب دوران الذرات حول قلب الدوامه - يتعين بميكانيكا الكم،فإنه يمكن إعتبار كل ذرة فى المائع الفائق موجه , و طول موجة الذره تابع لسرعة حركتها الدورانيه ضمن الدوامه , و يجب على المدار الذى تسلكه الذره حول قلب الدوامه أن يساوى عددا صحيحا من طول الموجه ,و كنتيجة لذلك تكون سرعة حركة الذره مكماه , آى أن الذره تدور على مسافة معينه من مركز القلب , و بذلك فلا يمكن أن يكون لسرعتها سوى قيمة من مجموعة قيم محدده بالضبط ؛ علما بأن الذرات تنزع عموما إلى الدوران حول قلب الدوامه بأقل سرعة ممكنه ؛ و على ذلك فإن حساب سرعة الذره يكون هو نفسه حساب الطول الموجى , و بذلك فإن :
سرعة الذره ( طول الموجه ) = ثابت بلانك ÷ (3.14 ×2 ) ( كتلة الذره ) ( 2 نق مدار دوران الذره ).
و هذا القانون يكاد يطابق القانون الذى أستعمله (Niels Boher ) لتعيين مميزات مدار الألكترونات حول نواة الذره .
و فى هذا المستوى يمكن للذره إمتصاص ثم إشعاع عدة ملايين من الفوتونات فى الثانيه و تتلقى الذره عند كل إمتصاص لفوتون ما ركلة صغيره جدا فى إتجاه حركة هذا الفوتون الممتص ، و هذه الركلات هى ما يطلق عليه ( ضغط الأشعاع ) ؛ إذ كل ذره تمتص تردد ضوء معين , و بالتالى فهذا التردد هو ما ينبغى أن تركل به .
و كقاعده عامه , فإن عزم اللف يكسب الجسيم عزما مغناطيسيا , فيعمل هذا الجسيم كما لو كان مغناطيسا صغيرا -( وفى هذه الحاله يقاس عزم المغناطيس إذا كانت الجسيمات ثقيله بوحدات تسمى المغنطيون النووى {م.ن.} آما إذا كانت الجسيمات خفيفه فتستخدم وحده تسمى مغنطيون بوهر {م.ب.} - و عندها تثبت قيمة الجهد بالنهايه العظمى - ( الحد الواقع بين لوحى مكثف الدائره المتذبذبه ) - فيقوى الإشعاع بزدياد تردد الدائره , و تصبح شدة الموجه عند آى نقطه متناسبه مع ( ت أس 4 ) و فى حالة موجات بيتا فإنها تتناسب مع ( ت أس 6 ) .
فإذا ما بدأت الجسيمات فى اللف فى مسارات حلزونيه , فإن نصف قطر الدوامه , يقل كلما زادت شدة المجال المغناطيسى المؤثر - إضافة إلى أن الحركه الحلزونيه الموجهه للجسيمات المشحونه سوف يتولد عنها مجال مغناطيسى إضافى - و لأن قوة إنضغاط اللف الزنبركى , ينتج عنه بطء فى قوة اللف البندولى , يكون الشحن قد وصل إلى ذروته , فتنعكس الدوره فى إتجاه التفريغ , مما ينتج عنه فرق جهد تذبذبى , يضيف تثاقلا ثقاليا فى كل دوره , مما يزيد من طاقة الشحن فى كل دوره .
و عندما ينتشر الضوء فى إتجاه معاكس لإتجاه الدوامه الكُـثـَافيه , فإنه يشكل "أفق حدث", فالضوء ينجر إلى مركز الدوامه - بذلك تكون سرعة الدوامه مقاربه جدا لسرعة الضوء , فى سرعات بين (1:7) متر .
أما إذا حلت موجه صوتيه (ميكانيكيه) محل الضوء , فتتكون ثقوبا سوداء , تنفجر مطلقة - phonons - كمات ضوء .
ليزر الذرات :
هو دفق ذرى مترابط من كـُثـَافه (بوز -أينشتين ) , تكون محصورة فى مصيده مغناطيسيه , و تندفع فى نبضات هلالية الشكل , و متحركه لإسفل بفعل ( الثقاله -gravity ) , و يصحب القذف الكـُثـَافى ما يعرف ب ( الأشعاعيه الفائقه - superradiance ) - مثل إشعاعات شيرنيكوف - Ceren Kov radition ) _ و هو يتضمن تضخيما مبدأئيا لأشعة إكس .
مما سبق فإنه يمكن قذف أيونات الزئبق من كـُثـُافتهُ , بإستخدام الدوامات المكماة للمائع الفائق ,فى ظروف الجو الأرضى , و دون تبريد فائق , و بإستخدام تكنولوجيا مبسطه للغايه .
بينما تعتمد تكنولوجيا مصائد الكـُثـُافات على التبريد الفائق . و أشكال المغناطيسات و الترددات و الحجرات الخلائيه , مع أستخدام الليزر , بالأضافه إلى تكنولوجيا التصوير و الأشعاع .
و الأن لدينا نتائج كثيره , بإستخدام هذه التكنولوجيا , بالأضافه إلى حسابات النمذجه , التى أستخدمت فيها أحدث تقنيات الحواسيب الأليه .
و بالرغم من عظم النتائج إلا أن مقدار التعقيدات التكنولوجيه , سمحت للقليل من الباحثين بالتابعه الجديه و مسايرة العمل .
إذا كيف يمكن الحصول على تكنولوجيا بسيطه جدا , تسمح بالحصول على نفس النتائج , فى جو الأرض العادى و بتكاليف زهيده .
فى البدايه كلن بحثى عن أجهزه تعويضيه , يمكنها أن تحقق نفس النتائج التى حققتها التكنولوجيا الأمريكيه المتقدمه .
كانت المشكله قائمه فى الأشعاعات وسيطة الترتيب التى يمكن أستخدامها , كذلك كانت التجارب لابد أن تتم فى المناخ الأرضى العادى و ليست فى غرف خوائيه , و كان لابد أن تتم التجارب بدون تبريد فائق , أو مغناطيسات .
ثم ما هو الصندوق الذى يسمح بتشكيل فجوه كهرومغناطيسيه لهذه الأشعاعات ,وهل يمكن اصطياد الموجات داخل الفجوه ،اذا تردد صداها بداخله يتم تضخيمها ،فاذا كان ذلك ،فما:
_هو شكل مثل هذا الصندوق ؟
_هى الموجات التى يمكن اصطيادها وحبسها بداخله؟
_هى آليه عمل مثل هذا الصندوق مع الماده ، وكيف يحولها إلى كـُثَافه؟