آلية عمل فيروسات الكمبيوتر

_-_ الموضوع طويل ولكن انصح بقرائته كاملا لانه مفيد _-_


تتضمن معظم الكمبيوترات الشخصية المباعة حديثاً برامج لمكافحة الفيروسات، وهذه الحقيقة، أكثر من أي شيء آخر، تدلنا على مدى انتشار الفيروسات، ومدى قبول صناعة الكمبيوتر بها، كقدر لا مفر منه! لقد أصبحت الفيروسات أمراً واقعاً في عالم الكمبيوتر اليوم. يوجد حالياً الآلاف من فيروسات الكمبيوتر، ويمكن تصنيفها إلى عدة فئات، لكنها جميعاً، على العموم، تخضع لتعريف مشترك بسيط: الفيروس هو برنامج كمبيوتر مصمم عمداً ليقترن ببرنامج آخر، بحيث يعمل الفيروس عندما يعمل ذلك البرنامج، ومن ثمَّ يعيد إنتاج نفسه باقترانه ببرامج أخرى. ويقترن الفيروس بالبرنامج الأصلي بإلصاق نفسه به، أو باستبداله أحياناً، وقد يغير الفيروس نفسه عند إعادة الإنتاج، فيظهر كنسخة معدلة عن النسخة التي قبلها، كلما كرر العملية. ويمكن أن تتلوث برامج الماكرو بالفيروس، أو قطاع الإقلاع (boot sector) على القرص، وهو أول برنامج يتم تحميله من قرص يحمل ملفات إقلاع نظام التشغيل.

الفيروسات لا تظهر صدفة، بل يكتبها مبرمجون ذوو مهارات عالية عادة، ثم يجدون طريقة لنشرها في أجهزة المستخدمين الغافلين عنها. وكلما أصبحت برامج مكافحة الفيروسات أقوى، زاد المبرمجون من جهودهم لتطوير فيروسات أذكى، للتحايل عليها. والهدف من تطوير الفيروسات، بالنسبة للكثير من مؤلفيها، ليس أكثر من تحد، والرغبة في إثبات تفوقهم، بينما هو للبعض الآخر التلذذ بإثارة حيرة الآخرين وشكوكهم في الكمبيوتر، أو إزعاجهم، وحتى إيذائهم! وهذا أمر سيئ جداً، إذ يمكنهم أن يجنوا أموالاً طائلة، إذا وجهوا مواهبهم لمساعدة الشركات على حل مشكلة العام 2000، بدلاً من هدرها في أعمال لا طائل منها، مثل تطوير الفيروسات.

اشتهرت فيروسات الكمبيوتر بقدرتها على الأذى وإحداث الأضرار، لكن في الحقيقة، فإن الكثير منها غير مؤذ. صحيح أن بعضها يحذف الملفات، أو يقوم بأعمال تخريبية أخرى، لكن معظمها يسبب إزعاجاً بسيطاً فقط، وبعضها لا يلحظه المستخدم العادي أبداً. ويكفي أن يتمكن البرنامج من إعادة إنتاج نفسه حتى يعتبر فيروساً، بغض النظر عن الأعمال التي ينفذها.

لكن، في الحقيقة، حتى الفيروسات غير المؤذية، تسبب بعض الأذى! فهي تستهلك مساحات تخزين على القرص، وجزءاً من ذاكرة الكمبيوتر، وتشغل جزءاً من طاقة المعالج، وبالتالي فهي تؤثر على سرعة وكفاءة الجهاز. أضف إلى ذلك، أن برامج كشف الفيروسات وإزالتها، تستهلك أيضاً موارد الجهاز. ويرى الكثير من المستخدمين، أن برامج مكافحة الفيروسات تبطئ عمل الجهاز بشكل ملحوظ، وهي أكثر تطفلاً عليه من الفيروسات ذاتها! وبعبارة أخرى، تؤثر الفيروسات في عالم الكمبيوتر، حتى إذا لم تكن تفعل شيئاً.





الفيروسات وأشباه الفيروسات

إن الشرح المذكور في الفقرة السابقة عن الفيروس، أكثر تحديداً من الطريقة التي نستخدم فيها كلمة "فيروس" في الواقع. وتوجد أنواع أخرى من البرامج، ينطبق عليها تعريف الفيروس جزئياً. تشترك هذه الأنواع مع الفيروسات في أنها تعمل بدون علم المستخدم، وتقوم بأعمال ضمن الكمبيوتر، مصممة عمداً لتنفيذها. ومن هذه الأنواع: الديدان (worms)، وأحصنة طروادة (Trojan horses)، وبرامج الإنزال (droppers). وتعتبر كل هذه البرامج، بما فيها الفيروسات، جزءاً من فئة أكبر تدعى البرامج الماكرة (malware)، وهي مشتقة من عبارة malicious-logic software.

والدودة برنامج يعيد إنتاج نفسه، لكنها لا تلوث برامج أخرى. تنسخ الدودة نفسها من وإلى الأقراص المرنة، أو عبر الشبكات، ويعتمد بعضها على الشبكة في إنجاز عملها. تستخدم إحدى أنواع الديدان -وهي الدودة المضيفة (host worm)- الشبكة لنسخ نفسها، فقط، إلى أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة. بينما توزع الدودة الشبكية (network worm) أجزاءها على عدة كمبيوترات، وتعتمد على الشبكة فيما بعد لتشغيل هذه الأجزاء. ويمكن أن تظهر الديدان على كمبيوترات منفصلة، فتنسخ نفسها إلى أماكن متعددة على القرص الصلب.

وسمي النوع الثاني من البرمجيات الماكرة "حصان طروادة"، نسبة للأسطورة الإغريقية الواردة في ملحمة الأوديسا لهوميروس، حيث ترك الجيش الإغريقي حصاناً خشبياً ضخماً، كهدية لسكان طروادة، وكان يختبئ ضمنه مجموعة من الجنود الأشداء، بعد أن تظاهروا بإنهاء الحصار الطويل، وعندما رحل الجيش وأدخل السكان الحصان إلى داخل أسوار المدينة، خرج الجند منه وانقضوا على الحامية، وسقطت المدينة في أيدي الإغريق. وتعتمد برامج أحصنة طروادة على المبدأ ذاته، فهي تختبئ ضمن برامج يبدو مظهرها بريئاً، وعندما يشغّل المستخدم واحداً من هذه البرامج، ينشط الجزء الماكر ويقوم بعمل معين مصمم له. وتختلف أحصنة طروادة عن الفيروسات العادية، في أنها لا تعيد إنتاج نفسها.

وصممت برامج الإنزال (droppers) لمراوغة برامج مكافحة الفيروسات، وتعتمد على التشفير غالباً لمنع اكتشافها. ووظيفة هذه البرامج عادة، نقل وتركيب الفيروسات، فهي تنتظر لحظة حدوث أمر معين على الكمبيوتر، لكي تنطلق وتلوثه بالفيروس المحمول في طياتها.

وينتمي مفهوم قنبلة (bomb) الكمبيوتر إلى هذه الفئة، إذ تبنى القنابل ضمن البرمجيات الماكرة كواسطة لتنشيطها. وتبرمج القنابل لتنشط عند حدوث حدث معين. تنشط بعض القنابل في وقت محدد، اعتماداً على ساعة الكمبيوتر. فيمكن برمجة قنبلة مثلاً، لمسح كافة الملفات ذات الامتداد .DOC من قرصك الصلب، عشية رأس السنة الميلادية، أو لعرض رسالة على الشاشة، في اليوم المصادف لعيد ميلاد شخصية مشهورة. وتعمل بعض القنابل تحت شروط أو أحداث أخرى، فيمكن أن تنتظر القنبلة إلى أن يتم تشغيل برنامج معين، عشرين مرة مثلاً، وعندها تمسح ملفات القوالب (templates) الخاصة بهذا البرنامج. ومن وجهة النظر هذه، تعتبر القنابل مجرد برامج جدولة زمنية ماكرة.

ويمكننا النظر إلى الفيروسات كحالات خاصة من البرمجيات الماكرة، إذ يمكن للفيروسات الانتشار بواسطة برامج الإنزال (ولا يشترط ذلك)، وهي تستخدم مفهوم برامج الديدان لإعادة إنتاج نفسها. ولا تعتبر الفيروسات مماثلة لأحصنة طروادة من الناحية التقنية، إلا أنها تشابهها في نقطتين: فهي تنفذ أعمالاً لا يريدها المستخدم، وتحول البرنامج الذي تلتصق به إلى حصان طروادة عملياً (تختبئ داخله، وتعمل عندما يعمل البرنامج، وتنفذ أعمالاً غير مرغوبة).

كيف يعمل الفيروس؟

تعمل الفيروسات بطرق مختلفة، وسنعرض فيما يلي للطريقة العامة التي تنتهجها كافة الفيروسات. في البداية يظهر الكمبيوتر على جهازك، ويكون قد دخل إليه مختبئاً في ملف برنامج ملوث (مثل ملفات COM أو EXE أو قطاع الإقلاع). وكانت الفيروسات في الماضي تنتشر بشكل أساسي عن طريق توزيع أقراص مرنة ملوثة. أما اليوم، فمعظمها يأتي مع البرامج المنقولة عبر الشبكات (ومن بينها إنترنت)، كجزء من برنامج تركيب نسخة تجريبية من تطبيق معين، أو ماكرو لأحد التطبيقات الشهيرة، أو كملف مرفق (attachment) برسالة بريد إلكتروني.

ويجدر التنويه إلى أن رسالة البريد الإلكتروني نفسها لا يمكن أن تكون فيروساً، فالفيروس برنامج، ويجب تشغيله لكي يصبح نشطاً. إذاً الفيروس المرفق برسالة بريد إلكتروني، لا حول له ولا قوة، إلى أن تشغّله. ويتم تشغيل فيروسات المرفقات عادة، بالنقر عليها نقرة مزدوجة بالماوس. ويمكنك حماية جهازك من هذه الفيروسات، بالامتناع عن تشغيل أي ملف مرفق برسالة بريد إلكتروني، إذا كان امتداده COM أو EXE، أو إذا كان أحد ملفات بيانات التطبيقات التي تدعم الماكرو، مثل برامج أوفيس، إلى ما بعد فحصه والتأكد من خلوه من الفيروسات. أما ملفات الرسوميات والصوت، وأنواع ملفات البيانات الأخرى القادمة كمرفقات، فهي آمنة، ولا يمكن للفيروس أن ينشط من خلالها، ولذلك فهو لا يهاجمها.

إذاً يبدأ الفيروس دورة حياته على الجهاز بشكل مشابه لبرنامج حصان طروادة، فهو يختبئ في ثنايا برنامج أو ملف آخر، وينشط معه. في الملفات التنفيذية الملوثة، يكون الفيروس قد أضاف شيفرته إلى البرنامج الأصلي، وعدل تعليماته بحيث ينتقل التنفيذ إلى شيفرة الفيروس. وعند تشغيل الملف التنفيذي المصاب، يقفز البرنامج عادة إلى تعليمات الفيروس، فينفذها، ثم يعود ثانية لتنفيذ تعليمات البرنامج الأصلي. وعند هذه النقطة يكون الفيروس ناشطاً، وجهازك أصبح ملوثاً.

وقد ينفذ الفيروس مهمته فور تنشيطه (ويطلق عليه فيروس العمل المباشر direct-action)، أو يقبع منتظراً في الذاكرة، باستخدام وظيفة "الإنهاء والبقاء في الذاكرة" (terminate and stay resident, TSR)، التي تؤمنها نظم التشغيل عادة. وتنتمي غالبية الفيروسات لهذه الفئة، ويطلق عليها الفيروسات "المقيمة". ونظراً للإمكانيات الكبيرة المتاحة للبرامج المقيمة في الذاكرة، بدءاً من تشغيل التطبيقات والنسخ الاحتياطي للملفات إلى مراقبة ضغطات لوحة المفاتيح ونقرات الماوس (والكثير من الأعمال الأخرى)، فيمكن برمجة الفيروس المقيم، لتنفيذ أي عمل يمكن أن يقوم به نظام التشغيل، تقريباً. يمكن تشغيل الفيروس المقيم كقنبلة، فيبدأ مهمته على جهازك عند حدث معين. ومن الأمور التي تستطيع الفيروسات المقيمة عملها، مسح (scan) قرصك الصلب وأقراص الشبكة بحثاً عن الملفات التنفيذية، ثم نسخ نفسها إلى هذه الملفات وتلويثها

أنواع الفيروسات

يبحث مطورو الفيروسات، بشكل دائم، عن طرق جديدة لتلويث كمبيوترك، لكن أنواع الفيروسات معدودة عملياً، وتصنف إلى: فيروسات قطاع الإقلاع (boot sector viruses)، وملوثات الملفات (file infectors)، وفيروسات الماكرو (macro viruses). وتوجد أسماء أخرى لهذه الفئات، وبعض الفئات المتفرعة عنها، لكن مفهومها يبقى واحداً.

تقبع فيروسات قطاع الإقلاع في أماكن معينة على القرص الصلب ضمن جهازك، وهي الأماكن التي يقرأها الكمبيوتر وينفذ التعليمات المخزنة ضمنها، عند الإقلاع. تصيب فيروسات قطاع الإقلاع الحقيقية منطقة قطاع الإقلاع الخاصة بنظام دوس (DOS boot record)، بينما تصيب فيروسات الفئة الفرعية المسماة MBR viruses، قطاع الإقلاع الرئيسي للكمبيوتر (master boot record). يقرأ الكمبيوتر كلا المنطقتين السابقتين من القرص الصلب عند الإقلاع، مما يؤدي إلى تحميل الفيروس في الذاكرة. يمكن للفيروسات أن تصيب قطاع الإقلاع على الأقراص المرنة، لكن الأقراص المرنة النظيفة، والمحمية من الكتابة، تبقى أكثر الطرق أمناً لإقلاع النظام، في حالات الطوارئ. والمشكلة التي يواجهها المستخدم بالطبع، هي كيفية التأكد من نظافة القرص المرن، أي خلوه من الفيروسات، قبل استخدامه في الإقلاع، وهذا ما تحاول أن تفعله برامج مكافحة الفيروسات.

تلصق ملوثات الملفات (وتدعى أيضاً الفيروسات الطفيلية parasitic viruses) نفسها بالملفات التنفيذية، وهي أكثر أنواع الفيروسات شيوعاً. وعندما يعمل أحد البرامج الملوثة، فإن هذا الفيروس، عادة، ينتظر في الذاكرة إلى أن يشغّل المستخدم برنامجاً آخر، فيسرع عندها إلى تلويثه. وهكذا، يعيد هذا النوع من الفيروس إنتاج نفسه، ببساطة، من خلال استخدام الكمبيوتر بفعالية، أي بتشغيل البرامج! وتوجد أنواع مختلفة من ملوثات الملفات، لكن مبدأ عملها واحد.

تعتمد فيروسات الماكرو (macro viruses)، وهي من الأنواع الحديثة نسبياً، على حقيقة أن الكثير من التطبيقات تتضمن لغات برمجة مبيتة ضمنها. وقد صممت لغات البرمجة هذه لمساعدة المستخدم على أتمتة العمليات المتكررة التي يجريها ضمن التطبيق، من خلال السماح له بإنشاء برامج صغيرة تدعى برامج الماكرو. تتضمن برامج طاقم أوفيس، مثلاً، لغة برمجة مبيتة، بالإضافة إلى العديد من برامج الماكرو المبيتة أيضاً، والجاهزة للاستخدام المباشر. وفيروس الماكرو ببساطة، هو برنامج ماكرو مصمم للعمل مع تطبيق معين، أو عدة تطبيقات تشترك بلغة برمجة واحدة. أصبحت فيروسات الماكرو شهيرة بفضل الفيروس المصمم لبرنامج مايكروسوفت وورد. فعندما تفتح وثيقة أو قالباً ملوثين، ينشط الفيروس ويؤدي مهمته التخريبية. وقد بُرمِج هذا الفيروس لينسخ نفسه إلى ملفات الوثائق الأخرى، مما يؤدي إلى ازدياد انتشاره مع استمرار استخدام البرنامج.

ويجمع نوع رابع يدعى الفيروس "متعدد الأجزاء" (multipartite) بين تلويث قطاع الإقلاع مع تلويث الملفات، في وقت واحد.

ذكاء الفيروسات في ازدياد

نجح مبدأ فيروس الماكرو، لأن لغات البرمجة أمنت إمكانية الوصول إلى الذاكرة والأقراص الصلبة. وهذا ما أمنته التقنيات الحديثة أيضاً، بما فيها عناصر تحكم ActiveX، وبريمجات جافا (Java applets). صحيح أن هذه التقنيات صُممت مع ضمان حماية القرص الصلب من برامج الفيروسات (تعد جافا أفضل من ActiveX في هذا المجال)، لكن الحقيقة أن هذه البرامج تستطيع تركيب نفسها على جهازك بمجرد زيارتك لموقع ويب. ومن الواضح أن أجهزتنا ستكون أكثر عرضة لمخاطر الفيروسات والبرمجيات الماكرة الأخرى، مع ازدياد تشبيك الكمبيوترات ببعضها، وبشبكة إنترنت، خصوصاً مع المزايا التي تعدنا بها إنترنت لإجراء ترقية نظم التشغيل عبرها (يؤمن نظاما ويندوز98 وويندوز2000 هذه الإمكانيات).

إن أقل ما يوصف به مطورو الفيروسات، هو مهارتهم وقدرتهم الفذة على الابتكار، فهم يخرجون إلينا دائماً بطرق جديدة لخداع برامج مكافحة الفيروسات. فمثلاً، تضلل الفيروسات المتسللة (stealth viruses) الجديدة، برامج مكافحة الفيروسات، بإيهامها أن الأمور تسير على ما يرام، ولا يوجد أي مؤشر على وجود فيروس. كيف؟

يعتمد مبدأ عمل الفيروس المتسلل، على الاحتفاظ بمعلومات عن الملفات التي لوثها، ثم الانتظار في الذاكرة، ومقاطعة عمل برامج مكافحة الفيروسات خلال بحثها عن الملفات المعدلة، وإعطائها المعلومات القديمة التي يحتفظ بها عن هذه الملفات، بدلاً من السماح لها بالحصول على المعلومات الحقيقية من نظام التشغيل!

أما الفيروسات متغيرة الشكل (polymorphic viruses)، فتعدل نفسها أثناء إعادة الإنتاج، مما يجعل من الصعب على برامج مكافحة الفيروسات التي تبحث عن نماذج معينة من مثل هذا الفيروس، اكتشاف كافة أشكاله الموجودة، وبالتالي تستطيع الفيروسات الناجية، الاستمرار وإعادة إنتاج أشكال جديدة.

تظهر أنواع جديدة من الفيروسات إلى حيز الوجود بشكل دائم، مع استمرار لعبة القط والفأر بين مطوري الفيروسات ومنتجي برامج مكافحتها. وأغلب الظن أن الفيروسات ظهرت لتبقى، إلى ما شاء الله.

كلمة بلازما لدى معظم الناس تعنى فقط أنها الحالة الرابعة من المادة وهى توجد فقط فى التفاعلات النووية التى تحدث فى اعماق النجوم وعلى اسطحها أو تلك التى تحدث فى المفاعلات النووية حيث درجات الحرارة العالية والضغط المرتفع، ولكن هناك العديد من الصناعات التكنولوجية المعقدة جدا تعتمد اعتمادا كليا على استخدام البلازما المصنعة فى المختبر، من هذه الصناعات صناعة الدوائر الالكترونية المتكاملة وتصنيع الماس وعمل رقائق واسلاك من المواد فائقة التوصيل للكهرباء وكذلك فى تحويل الغازات السامة إلى غازات نافعة هذا فضلا عن دراسة وفهم اسرار الكون الفسيح.

معظم المواد فى الطبيعة توجد فى ثلاث حالات هى، الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية ويمكن تحويل المادة من حالة إلى اخرى اما بتغيير درجة الحرارة أو الضغط، وفى كل هذه الحالات تكون ذرات المادة محتفظة بالكتروناتها مرتبطة بها بقوى تجاذب كهربية. ولكن هناك حالة رابعة للمادة وهى تكون على صورة غاز ولكن هذا الغاز يحتوى على خليط من أعداد متساوية من الايونات موجبة الشحنة والكترونات سالبة. هذا الخليط يسمى بالغاز المتأين أو البلازما Plasma، وحيث أن البلازما حالة غير مستقرة فإن قوة التجاذب الكهربية تعمل على اعادة اتحاد الشحنات الموجبة والسالبة مع بعضها البعض، وتكون نتيجة اعادة الاتحاد هو انطلاق ضوء ذو تردد معين يعتمد على مستويات الطاقة للذرات المكونة لمادة البلازما.

أين توجد البلازما؟
غالبا معظم المواد الموجودة فى هذا الكون الفسيح توجد على شكل بلازما. هذه البلازما تكون عند درجات حرارة عالية وكثافة عالية ايضا، وتتغير هذه الظروف من مكان إلى آخر، فعلى سبيل المثال تبلغ درجة حرارة مركز الشمس عشرة ملايين درجة مئوية بينما على سطحها فإن درجة الحرارة تصل إلى ستة الاف درجة مئوية، ومن هنا فإن البلازما داخل الشمس تختلف تماما عن خارجها. ولكن على الكرة الأرضية حيث توجد المادة غالبا فى الحالة الصلبة، وطبقات الغلاف الجوى عبارة عن غاز غير متأين، أى أنه لا يوجد حالة بلازما طبيعية على سطح الأرض. ولكن هل يمكن عمل بلازما فى المختبر؟ إذا كنت تقرأ هذا المقال تحت ضوء مصباح فلورسنت (النيون) فإن مصدر هذا الضوء هو عبارة عن بلازما مصنعة، فعند مرور التيار الكهربى داخل غاز (غاز الزئبق) تحت ضغط منخفض فإنه يعمل على تأين الغاز مخلفا خليطا من الأيونات الموجبة والالكترونات، ما تلبث ان تتحد مع بعضها البعض وتكون النتيجة انبعاث الضوء الساطع، وتستمر هاتان العمليتان (التأين والاتحاد) طالما استمر التيار الكهربى فى السريان. هذا مثال على مصدر بلازما ذات درجة حرارة منخفضة موجود فى بيتك.

لكن قديما وحتى يومنا هذا اهتم علماء الفيزياء الفلكية بكشف اسرار الكون وفهم ماذا يحدث على سطح الشمس والنجوم الاخرى. لذلك حاول العلماء تصنيع نفس البلازما الموجودة فى النجوم داخل المختبر، ولصنع هذه البلازما طور العلماء اجهزة مختلفة قادرة على توليد طاقة هائلة لانتاج بلازما بنفس ظروف البلازما الموجودة فى الطبيعة، كان احد هذه الاجهزة هو جهاز التحديد المغناطيسى Magnitec-confinment devices. وتمت معرفة معلومات كثيرة عن تركيب وفهم السطح الخارجى للغلاف الشمسى. ولكن ماذا عن البلازما الموجودة داخل الشمس ذات درجات الحرارة العالية جدا. كيف يمكن تصنيعها فى المختبر؟

فى الحقيقة وحتى عهد قريب وبتطور اجهرة الليزر اصبح بالامكان الحصول على بلازما مشابهة لتلك الموجودة على اى نجم سواء داخله أو خارجه.

الحصول على بلازما بواسطة اشعة الليزر؟
نعلم أن الضوء هو عبارة عن تذبذب مجالين متعامدين احدهما كهربى والاخر مغناطيسى. والليزر ما هو الا عبارة عن ضوء له خصائص مميزة تجعل شدة اشعاعه (الطاقة لكل وحدة مساحات لكل وحدة زمن) تزداد بزيادة المجال الكهربى والمغناطيسى لموجاته.

ولكن هل يمكن أن يكون الضوء الناتج من اشعة الليزر أقوى من الأجسام الصلبة؟ إن شدة المجال الكهربى لشعاع الليزر تبلغ 5x1011v/m عندما تكون شدة اشعاعه 3x1020W/m2، وفى أيامنا هذه تصل شدة اشعاع بعض انواع الليزر إلى مايقارب 1022W/m2. وبالمقارنة بشدة اشعاع مصباح كهربى عادى (60Watt) على بعد متر او مترين فهى لا تزيد عن 0.1W/m2. حيث أن المجال الكهربى لهذه الاشعة يفوق بكثير المجال الكهربى الذى يربط ذرات المواد الصلبة بعضها ببعض وبذلك فإن المجال الكهربى لشعاع الليزر سوف يؤثر على الكترونات المواد الصلبة ويفصلها عن الذرات تاركا أيونات موجبةـ وبهذا يحول الليزر جزء من المادة الصلبة إلى حالة بلازما. يتضح مما سبق أنه يمكن استخدام اشعة الليزر المركزة لانتاج بلازما عند درجات حرارة عالية جدا داخل المختبر وبتكلفة قليلة.

ولهذا النظام العديد من التطبيقات الهامة فى مجال الفيزياء الفلكية حيث يتم اختيار نوع مادة الهدف وتصميمه بشكل هندسى معين حتى تكون البلازما الناتجة فى المختبر مشابهة لظروف البلازما الحقيقية للنجم المراد دراسته. بالاضافة إلى إلى ذلك فإن البلازما تستخدم فى العديد من الصناعات.

التطبيقات الصناعية للبلازما

صناعة الدوائر الالكترونية المتكاملة

تستخدم البلازما ذات درجات الحرارة المنخفضة فى العديد من المجالات الهامة على سبيل المثال، معظم الدوائر المتكاملة المعقدة جدا والتى تدخل فى تركيب كل جهاز الكترونى، هذه الدوائر الالكترونية تحتوى على عشرات الالاف من الترانزستورات والمكثفات موصلة ببعضها البعض بواسطة اسلاك قطرها فى حدود 0.1 ميكرومتر، هذا النوع من التكنولوجيا الدقيقة والمعقدة تصنع باستخدام البلارما، حيث تقوم البلازما بنحت الدوائر الالكترونية على شريحة السيليكون بناءا على القناع المعدنى الموضوع امام الشريحة.

فى هذه العملية يكون النحت على شريحة السليكون كالاتى:-

حيث أن الالكترونات داخل البلازما حرة الحركة وطاقتها اعلى من الايونات الموجبة فإنها تصل إلى اطراف البلازما بسرعة وتقوم بدورها بجذب الايونات الموجبة اتجاهها وتعجلها باتجاه الشريحة وعند اصطدام الايونات الموجبة بالمناطق المكشوفة على الشريحة تقوم بنحتها، وبعدها يستبدل القناع المعدنى باخر مطبوع عليه الدوائر الكهربية الخاصة بالطبقة الثانية وهكذا بالنسبة للطبقة الثالثة والرابعة ...... والخ حتى تتم عملية النحت.

هنالك طريقة اخرى متبعة وهى تعتمد على استخدام مركب Carbon tetrafluoride CF4 كمصدر لانتاج البلازما، وعندها يتحول هذا المركب إلى اجزاء اخرى منها ذرات الفلورين. هذه الذرات تتفاعل مع ذرات السيليكون المكونة للشريحة وتكون مركب جديد هو Silicon tetrafluoride والذى يمكن ازالته اثناء عملية الضخ. يتضح مما سبق أن هذه الطريقة هى عملية كيميائية تقوم فيها ذرات الفلورين بالتهام السليكون المراد ازالته. وهذه العملية اسرع من عملية النحت المذكورة سابقا.

وتجدر الاشارة إلى أن البحث والتطوير جارى منذ عام 1980 وحتى الأن للحصول على بلازما منتظمة لتغطى اكبر مساحة ممكنة حيث كانت شريحة السيليكون المستخدمة قديما تبلغ 2سم2 اما الأن فهى تصل إلى 20سم2، وهذه البلازما لها استخدامات عديدة فهى تستخدم فى شاشات اجهزة الكمبيوتر المتنقلة Notebook computer كمصدر ضوئى، والتى ادت إلى تطور كبير فى مجال تكنولوجيا شاشات العرض. ويسعى العلماء حاليا للحصول على شاشة مساحتها 1متر مربع وسمكها لايزيد عن 4-5 سم لاستخدامها كشاشة تلفزيون يمكن تعليقها فى المنازل والمحلات دون ان تشغل حيز من الغرفة، وهذا سوف يتحقق بالوصول إلى بلازما متجانسة على مساحة 1متر مربع.

حافظة على نظافة البيئة
تستخدم البلازما حاليا فى العديد من الدول المتقدمة فى التخلص من المواد السامة الملوثة للبيئة معتمدين على العمليات الكيميائية الفريدة التى تتم داخل البلازما. حيث يمكن ان تقوم البلازما بتحويل المواد السامة المنبعثة من مداخن المصانع ومن عوادم السيارات مثل غاز اكسيد الكبريت (SO) واكسيد النيتريك (NO) إلى مواد غير سامة. فعلى سبيل المثال غاز NO قبل ان يخرج من المدخنة إلى الغلاف الجوى، توجه عليه حزمة من الالكترونات ذات طاقة عالية من جهاز مثبت فى منتصف المدخنة تعمل على تأيين الغازات الموجودة (المادة السامة NO والهواء) أى تحولها إلى حالة بلازما. وقبل خروجها إلى الجو تكون مرحلة التأيين قد انتهت وتتكون جزيئات النيتروجين والاكسجين نتيجة لعملية اعادة الاتحاد. وبهذا نكون قد حولنا الغازات الملوثة إلى غازات نافعة وبتكاليف قليلة.

يجدر الاشارة هنا أنه تم حديثا التوجه إلى معالجة الغازات المنطلقة من عوادم السيارات، حيث تم تركيب جهاز بلازما فى عادم السيارة ليعالج الغازات السامة قبل خروجها إلى الجو.

كذلك اجريت تجارب عديدة على الفضلات الصلبة والسائلة حيث تستخدم بلازما عند درجات حرارة عالية تصل إلى 6000 درجة مئوية تعمل على تبخير وتحطيم المواد السامة وتحولها إلى غازات غير سامة، وفى نهاية العملية يكون ماتبقى من مواد صلبة فى صورة زجاج. وتم فى امريكا العام الماضى التخلص من حوالى 4000 مستودع يحتوى على فضلات صلبة وملوثة للبيئة بواسطة البلازما. وقد كانت هذه الفضلات تدفن فى باطن الارض مما كانت تسبب اخطار تلوث. وباستخدام البلازما يمكن حاليا التخلص من 200 كيلو جرام من المواد السامة فى الساعة

شكر لك شكلك راح تسيري بروفيسور لما تكبري هههههههه شكلك بنوته بتحب العلم..........وله لانا اشرف بوجودك معنا انا سميه

الموضوع في غاية الروعة شكرا لك

شكراااا سمية كتير و ان شاء الله اصير من اكبر الدكاترة يسلمو خبيبتي كتير

يسلمو سهيلة على المرور الرائع