عملية

تصادم

حدث تمارس فيه أجسام أو أكثر قوى على بعضها البعض لفترة قصيرة.
8 مقالات ذات صلة

الوصف

التصادم هو حدث يتلامس فيه جسمان أو أكثر ويتبادلان الطاقة والزخم خلال فترة زمنية قصيرة. التصادمات أساسية في الفيزياء لأنها تكشف قوانين حفظ الزخم والطاقة، وتحدث على جميع المقاييس، من الجسيمات دون الذرية إلى المجرات. في فيزياء الجسيمات، تُستخدم التصادمات لاستكشاف بنية المادة وإنشاء جسيمات جديدة؛ وفي الفيزياء الفلكية، تشكل التصادمات الأنظمة الكوكبية وتدفع تطور النجوم. كما تدعم دراسة التصادمات الهندسة، من تصميم سلامة السيارات إلى ديناميكيات كرات البلياردو.

التاريخ

يعود الفهم الحديث للتصادمات إلى القرن السابع عشر مع أعمال هويجنز ونيوتن، الذين صاغوا قوانين الاصطدام. وقد تم توسيع المفهوم لاحقًا ليشمل المقاييس الذرية ودون الذرية في القرن العشرين مع تطور ميكانيكا الكم ومعجلات الجسيمات.

كيف يعمل

أثناء التصادم، يُحفظ الزخم الكلي للنظام إذا لم تؤثر قوى خارجية. وقد تُحفظ الطاقة الحركية أو لا: في التصادم المرن، تُحفظ الطاقة الحركية، بينما في التصادم غير المرن، تتحول بعض الطاقة إلى حرارة أو صوت أو تشوه. تعتمد تفاصيل التفاعل على القوى بين الأجسام، والتي قد تكون قوى تلامس أو قوى بعيدة المدى مثل الكهرومغناطيسية أو الجاذبية. في فيزياء الجسيمات، تُحلل التصادمات باستخدام ميكانيكا الكم والنسبية، حيث يمكن إنشاء الجسيمات أو تدميرها، لكن الطاقة والزخم ما زالا محفوظين.

في التطبيق

التصادمات محورية في معجلات الجسيمات مثل LHC، حيث تُصطدم البروتونات ببعضها لاكتشاف جسيمات جديدة، وفي التكنولوجيا اليومية مثل الوسائد الهوائية ومناطق الانهيار في السيارات، المصممة للتحكم في قوى التصادم.

حقيقة طريفة

في تصادم مرن تمامًا بين كتلتين متطابقتين، تتبادلان السرعات ببساطة — وهي حقيقة تُستخدم في مهد نيوتن، وهي لعبة مكتبية شهيرة.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 8

الطاحونة الكونية: تصادم حبيبات الغبار يولد جزيئات معقدة
سرعة 7,5 كيلومتر في الثانية هي الحد الفاصل الذي بعده يحول التصادم الكوني حبيبات الغبار إلى مفاعل كيميائي. في الوسط بين النجمي (interstellar medium) تتطاير حبيبات غبار غبار كوني (cosmic dust) صغيرة – إرث النجوم المحتضرة.
قطرات متسابقة في نفاثة مائية
تخرج قطرات الماء من الفوهة واحدة تلو الأخرى، مثل راكبي دراجات على مسار ضيق. تلك التي تطير أسرع تلحق بالبطيئة — وتندمج معها في قطرات أكبر. هذه الآلية البسيطة تُسمى التجميع القذفي (ballistic aggregation)، وحتى الآن كانت تُلاحظ فقط على المقاييس الكونية: هكذا تلتصق ذرات الغبار لتكوين الكواكب.
الاصطدامات الكونية: كيف نرى ولادة الكواكب
تشبه ولادة الكواكب عمل ورشة كونية. تتصطدم الكتل الصخرية وتنصهر معًا. ينتج عن الاصطدام القوي شرارة — تسخن المادة حتى تصبح بيضاء وتتوهج مثل المعدن الذي يبرد. أظهرت الحسابات الحاسوبية أن الوميض يمكن رؤيته من بضعة أيام إلى عدة سنوات، ويصل في ذروته إلى عُشر ضوء الشمس. تستطيع التلسكوبات الحديثة التي تراقب ملايين النجوم التقاطه.
جزيء خفي يعلّم كيمياء الفضاء
وتران غيتار مشدودان على نفس الرقبة. إنهما متطابقان تقريبًا، لكن أحدهما أقصر قليلًا — فيصدران صوتين مختلفين. هكذا تقريبًا يبدو الشكلان المتصاوغان (isomers) للإيثانيمين: جزيئان لهما نفس مجموعة الذرات، لكنهما ملتويان في الفضاء بشكل مختلف. رصد علماء الفلك هذا الجزيء في السحب الكثيفة قرب مركز مجرتنا.
الميتوكوندريا في زحمة: كيف يحدد الشكل مصير العصبون
داخل كل عصبون يوجد قناة طويلة رفيعة — المحور العصبي (الأكسون) — ينتقل عبره الإشارة من جسم الخلية إلى الخلايا الأخرى. ولكي تعمل هذه القناة، تتنقل عبرها باستمرار الميتوكوندريا — وهي عضيات صغيرة تنتج الطاقة. تتحرك في الاتجاهين، مثل السيارات على طريق ضيق.
كيف نسمع غير المرئي: مطاردة الأكسيونات في الكوارث النجمية
تخيل أن عملة معدنية صغيرة وُضعت في خزنة مثالية، لكن جدرانها رقيقة جدًا لدرجة أن العملة تمر أحيانًا عبرها تاركة صوتًا بالكاد يُسمع. الأكسيونات هي مثل هذه العملات، لكن بدل المعدن لدينا جسيمات، وبدل الخزنة لدينا المادة العادية. فهي لا تكاد تلاحظ العوائق، ومن الصعب للغاية التقاطها مباشرة. لكن هناك أماكن تكون فيها هذه «الخزنات» محمّاة إلى مليارات الدرجات ومضغوطة إلى كثافة هائلة.
قطرة الماء تضرب بطرق مختلفة
قطرة المطر عندما تسقط على الأرض تضرب بقوة معينة. ولكن ماذا لو لم تكن القطرة دائرية، بل ممدودة مثل السيجار، أو مفلطحة مثل القرص؟ يبدو أن شكل القطرة هو العامل الحاسم: قوة الاصطدام يمكن أن تتغير بأكثر من عشرة أضعاف فقط بسبب شكل القطرة لحظة سقوطها.
المواد2026-02-121 دarXiv:2602.12427سريع
الاحتكاك في الصدع: كيف يتحول الرمل إلى زلزال
عندما تحتك صفيحتان من القشرة الأرضية ببعضهما، توجد بينهما طبقة من الصخور المطحونة — مثل الرمل بين راحتي اليدين. هذه الطبقة، التي يسميها الجيولوجيون طفلة الصدع، لا تتصرف كصخر صلب، بل كعجينة كثيفة: يمكن أن تنضغط وتتمدد وتنزلق. ومن تقلباتها يعتمد ما إذا كان الصدع سينزلق في زلزال مدمر أو سيزحف ببطء وأمان. بنى مؤلفو الدراسة الجديدة نموذجًا رياضيًا لهذه الطبقة.