إثارة كولوم Coulomb Excitation

عند اقتراب جسيمات مشحونة من النواة فإن المجال الكهربي لهذه الجسيمات سيتفاعل مع المجال الكهربي للنواة ومن ثم تنتقل الطاقة من هذه الجسيمات إلى النواة التي تمتص هذه الطاقة وترتفع من مستوى الاستقرار الأرضي إلى مستويات إثارة معينة. ويطلق على هذا التفاعل إثارة كولوم كما ويمكن أن تتفاعل المجالات المغناطيسية للشحنات المتحركة والموجهة نحو النواة مع المجالات المغناطيسية للأخيرة أيضاً ومن ثم نحدث إثارة مغناطيسية للنواة. ولكن هذه الإثارة تعتبر غير ذات بال (عملياً). حيث أننا نستخدم غالباً جسيمات مشحونة ذات سرعات منخفضة ومن ثم فإن المجالات المغناطيسية الناتجة عنها تكون ضعيفة ومن ثم تهمل الإثارة المغناطيسية الناتجة عنها للنواة.

وبالتالي يمكن اعتبار إثارة كولوم ناتجة عن تبادل فوتون وهمي Virtual)Photon) بين الجسيم المشحون والنواة. ويزداد احتمال هذا التفاعل كلما زادت شحنة الجسيمات، وغالباً ما تستخدم لذلك الإيونات الثقيلة مثل C¹². ومن ثم سينتج عن تفاعل أشعة γ مع النواة إثارة كولوم لها.

عندما تهدأ De excite الأنوية المثارة فإنها تطلق أشعة γ أو تتخلص من طاقتها عن طريق تفاعلات التحول الداخلي. ومن ثم يمكن الكشف عن إثارة كولوم بالكشف عن أشعة γ المنطلقة أو الكترونات التحول الداخلي المنبعثة.

كما يمكن الكشف عن إثارة كولوم بدراسة طاقة الجسيمات المشحونة قبل وبعد تشتتها عن الأنوية. فعندما تحدث إثارة كولوم فإن ذلك يعني انتقال جزء من طاقة هذه الجسيمات إلى النواة ومن ثم فإن طاقة الجسيمات المشتتة عن النواة ستكون أقل من طاقة الجسيمات الساقط على النواة. وبمقدار يساوي طاقة إثارة الأنوية أو طاقة إثارة كولوم.

يبين الشكل (1) إثارة كولوم وانطلاق أشعة γ ويستخدم تفاعل

الشكل (1)

إثارة كولوم لدراسة المستويات النووية. وغالباً ما تكون أشعة γ المنطلقة ذات قطبية E₂ وخصوصاً في الأنوية الجماعية (Collective nuclei) أما القطبية الأعلى E₄, E₃ فقليلة الحدوث.