CALM/arwiki huggingface dataset:
لولب مركب للميون في فيزياء الجسيمات (بالإنجليزية: (Compact Muon Solenoid (CMS) هو عداد ضخم وأحد التجارب الكبيرة لقياس جسيمات أولية وبصفة خاصة قياس الميونات، والتجربة منشأة على أحد نقاط التفاعل على مصادم الهدرونات الكبير. ويوجد مصادم الهدرونات الكبير على الحدود بين فرنسا و سويسرا وهو يوجد بالقرب من جينيف. قد يشكل التعبير لولب مركب التباسا ، فهو لا يعني أن الميون مركب وإنما اللولب هو المركب . فالتسمية لولب مركب للميون واضحة ولا تعني "مركب كيميائي" ، فإن وزن اللولب المركب نحو 12.500 طن وهو مركب من آلاف الأجزاء.
يقوم المصادم الذي يتكون من حلقة تحت الأرض على عمق متوسط يبلغ 100 متر ومحيط الحلقة 27 كيلومتر بتسريع البروتونات إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء في إتجاهين متضادين ثم يسلطهما على بعضهما للاصطدام في نقطة داخل اللولب المركب للميونات فيقوم بتسجيل جميع الجسيمات والإشعاعت الناتجة عن هذا الاصطدام الشديد، ومن ضمنها جسيمات الميون. تشترك 183 من المعاهد العلمية والجامعات، آتية من 38 دولة، ويبلغ عدد المتخصصين الذين قاموا ببنائه ويستعدون الآن لإجراء التجارب نحو 3600 عالم فيزيائي وخبير.
وتقع تجربة اللولب المركب للميونات تحت مدينة سيسي الفرنسية.
قدمت تجارب المصادمات الكبيرة مثل مصادم الإلكترون والبوزيترون الموجود في سيرن، والمعجل الكبير تيفاترون الملحق بمركز الأبحاث النووية فيرميلاب نظرة عميقة وقياسات دقيقة في مجال التحقق من النموذج العياري للجسيمات الأولية. إلا أنه لا تزال تساؤلات كثيرة تحتاج الإجابة، ولا يجيبها إلا البحث العلمي الأكثر عمقا من خلال تجارب أكبر في ضخامتها عما سبقها.
تكلف مصادم الهدرونات الكبير حتي الآن نحو 3 مليار يورو تقوم بدفعها الدول المشتركة في التجارب.
والمشكلة العلمية الحالية تتعلق بعدم اكتشاف حتى الآن جسيم أولي يسمى بوزون هيجز، وهو الجسيم الذي ينشأ طبقا لطريقة هيجز المقترحة من العالم البريطاني بيتر هيجز والتي من المفروض أن تفسر الكتل المختلفة الجسيمات الأولية مثل الإلكترون والبروتون والميونات والبوزونات وغيرها.
وتتعلق الإسئلة المفتوحة الأخرى بوجود بعض الشكوك في الوصف الرياضي نظرية النموذج العياري وخصوصا في الطاقة العالية. كذلك عدم وجود تفسير للمادة المظلمة وأسباب انكسار التناظر وعدم تساوي وجود المادة ومضاد المادة في الكون.
وقد صصم مصادم الهدرونات الكبير وما يلحق به من تجارب للإجابة على تلك الأسئلة. وتعتبر تجربة اللولب المركب واحدة من ضمن عدة تجارب كبيرة، منها تجربة أطلس وتجربة أليس.
وصف المكشاف.
صمم للولب المركب كعداد يستطيع دراسة وقياس عدة خصائص تتعلق باصطدام البروتونات عند طاقة عالية جدا تبلغ 14 تيرا إلكترون فولت وهي سرعات تخضع للنظرية النسبية يقوم المصادم بتسريعها إلى هذا الحد.
ويحتوي اللولب المركب عدة أنظمة للعدادات تسمح بقياس طاقة وسرعة الجسيمات وقياس الفوتونات وطاقاتها المختلفة، وطاقة وسرعة الإلكترونات والميونات والجسيمات الأخرى الناتجة عن اصطدام البروتونات. وتتكون الطبقة الداخلية من عدادات سيليكون تقيس مسار الجسيمات. ويحيط بها عدادات وميضية والتي يحيطها مقاييس حرارية للهادرونات. وتغلف طبقات العدادات هذه اللولب الضخم CMS solenoid
الذي يولد مجال مغناطيسي ضخم يبلغ شدته 8و3 تسلا. وخارج اللولب تتبع طبقات عدادات كبيرة للميونات وهي توجد في نفس الوقت تحت ملفات الخروج للولب المعناطيس.
يبلغ قطر المكشاف (اللولب المركب) 15 متر ويبلغ طوله 5و21 متر، ويزن نحو 12500 طن.
رسم توضيحي لطبقات المكشاف.
مقطع في منتصف المكشاف يبين طبقات العدادات المختلفة المستخدمة لقياس خواص الجسيمات الناتجة عن اصطدام بروتونين. نصف قطر المكشاف 5و7 متر. وترى نماذج لمسارات الجسيمات المختلفة منحنية تحت تأثير المجال المغناطيسي المسلط عليها في المكشاف.
لمعرفة التفاصيل التقنية لعداد CMS، أنظر
Technical Design Report.
نقطة التفاعل.
هي النقطة الموجودة في وسط المكشاف والتي تصطدم عندها البروتونات، حيث يوجه عند تلك النقطة فيضي البروتونات التي تتحرك في اتجاه مضاد وتسير بسرعة مقاربة لسرعة الضوء. فعند نهاية ناحيتي المكشاف تعمل مغناطيسات على تركيز الفيضين للاصطدام في نقطة التفاعل. وعند الاصطدام يكون قطر مقطع الاصطدام 34 ميكرومتر وزاوية الالتقاء لا تزيد عن 284 ميكرو درجة قوسية.
الطبقة 1- مقياس المسارات.
وهي موجودة حول نقطة التفاعل مباشرة ووظيفتها التعرف على مسارات الجسيمات الناشئة من التفاعل بين البروتونات وتحديد موقع تولدهم. ومن انحناء مسار الجسيم بسبب المجال المغناطيسي المسلط يمكن معرفة شحنة كل جسيم وسرعته.
ويتكون مقياس المسارات من 13 طبقة في المنطقة الوسطية للولب و 14 طبقة عند طرفي اللولب من العدادات السيليكونية. وتتكون الثلاث طبقات الداخلية الأولى من عدادات سيليكونية بقطر 22 مليمتر. ويبلغ عددها 66 مليون عداد.
ثم تتبعها 4 طبقات من العدادات، قطر كل منها 110 سنتيمتر مكونة من شرائح السيليكون، ثم يتبعها 6 طبقات من شرائح العدادات السيليكونية (مقاس 25 سم في 180 ميكرومتر). ويبلغ مجموع الشرائح 6و9 مليون شريحة.
الطبقة 2 - مقياس الحرارة الكهرومغناطيسي.
صمم مقياس الحرارة الكهرومغناطيسية بغرض قياس طاقات الإلكترونات والفوتونات بدقة عالية.
وهو مصنوع من بلورات تنجستات الرصاص PbWO4. وهي مادة شفافة جدا وذات كثافة عالية تستطيع امتصاص الجسيمات ذات الطاقة العالية. وهي تتميز بإنتاج سريع للضوء وبنسبة 80 % خلال زمن 25 نانو ثانية. ويبلغ محصولها من الضوء 30 فوتون لكل 1 ميجا إلكترون فولت من الطاقة الساقطة.
ويبلغ مقدمة البلورة الواحدة 22 مليمتر في 22 مليمتر ويبلغ عمقها 230 مليمتر. والبلورات مثبتة في شبكة تشبه خلية النحل من ألياف الكربون بغرض حجب الواحدة عن الأخرى ضوئيا. وتشتبك كل بلورة تنجستات الرصاص بديود ضوئي سيليكوني للعد والتسجيل. ويحتوي طرفي اللولب على 61.200 من البلورات وتنتهي ب 7324 بلورة من الخارج.
ويغطي طرفي المقياس الحراري الكهرومغناطيسي من الداخل بعدادات تحتوي عل طبقات من الرصاص تتخللها طبقتين من عدادات السيليكون الشرائحية. والغرض منها المساعدة على التفرقة بين الفوتونات والبيونات.
الطبقة 3 - مقياس حرارة الهادرونات.
الغرض من مقياس حرارة الهادرونات هو قياس طاقة كل جسيم من الهادرونات الناتجة عن كل تفاعل بين بروتونين، وهو لذلك يحيط نقطة التفاعل مباشرة.
وهو يتكون من طبقات من مواد ذات كثافة عالية مثل الفولاذ والبرونز تتخللها شرائح من عدادات البلاستيك الوميضي وهي تسجل القراءات بواسطة خلايا ضوئية تقيس طول الموجة.
الطبقة 4 - المغناطيس.
ومثل جميع عدادات الجسيمات فيحتوي مكشاف الميونات CMS على لولب مغناطيسي ضخم. وهو يساعد على قياس نسبة الشحنة إلى طاقة الجسيم وذلك عن طريق حساب انحناء مسار الجسيم ذلك الانحناء الذي ينشأ عن وجود مجال مغناطيسي يؤثر عموديا على المسار، ويتناسب الإنحناء مع شدة المجال المغناطيسي.
ويبلغ طول اللولب المغناطيسي 13 متر وقطره 6 متر، وهو عبارة عن لولب من النيوبيوم-التيتانيوم وهي سبيكة فائقة التوصيل ولا بد من تبريدها تبريدا شديدا، وهي تنتج مجالا مغناطيسيا قدره 8و3 تسلا.
ويعمل المغناطيس بتيار كهربائي شدته 19.500 أمبير مولدا طاقة مخزنة مقدارها 66و2 مليون جول، وهي تعادل الطاقة الانفجارية لنصف طن من تي إن تي (مادة كيميائية) (TNT).
وعندما يعمل المغناطيس بشدة 8و3 تسلا فهو يستهلك تيارا كهربائيا مقداره 18.160 أمبير ويعطي طاقة مخزونة قدرها 3و2 جيجا جول.
الطبقة 5 - عداد الميونات وملفات الخروج.
يستخدم المكشاف ثلاثة أنواع من العدادات للتعرف على الميونات وقياس كمية حركتها: غرفة السلك/صمام الإزاحة wire chamber/drift tubes، وغرفة المهبط الشريحي cathode strip chambers، وغرفة اللوحة المقاومة resistive plate chambers.
وتستخدم صمامات الإزاحة في التعيين الدقيق لمسارات الجسيمات في المنطقة الوسطى من المكشاف. بينما تستخدم غرف الشرائح المهبطية عند طرفي المكشاف. وتنتج غرف اللوحة المقاومة نبضة كهربائية سريعة عند مرور أحد الميونات في عداد الميونات، وهي مثبتة في الوسط وكذلك في طرفي المكشاف.
تسجيلات البيانات وتفسيرها.
معرفة بصمة الجسيمات.
سيكون من أنواع الجسيمات التي يسجلها المكشاف جسيمات ذات العمر القصير بسبب عدم استقرارها، وهي تتحول إلى وابل من الجسيمات الخفيفة الأكثر استقرارا وتنتمي جسيمات تلك الوابلات للجسيمات التي نعرفها. ويترك كل جسيم يعبر المكشاف بصمة خاصة به تدل علية في كل طبقة من طبقات المكشاف، مما يسمح بالتعرف عليه. وبذلك يمكن التحقق من وجود أو عدم وجود جسيم معين.
نظام الزناد.
بغرض زيادة احتمال تسجيل جسيمات نادرة مثل بوزون هيجز فلا بد من إجراء عدد عظيم من التصادمات بين البروتونات. فمعظم التصادمات في المكشاف ستكون من النوع الخفيف. في نفس الوقت تبلغ كمية البيانات المجمعة من اعتراض تصادمي واحد 1 مليون بايت، وهي تعبر المكشاف بمعدل 40 ميجاهرتز منتجة 40 تيرا بايت (مليون مليون بايت) من البيانات في الثانية، وهي كمية لا تستطيع التجربة تخزينها بطريقة مرضية. لذلك يستخدم نظام الزناد [ نظام نبضة تنفيذ] يُخفض من معدل الحدثات المهمة إلى نحو 100 في الثانية.
وللوصول إلى ذلك تستخدم عدة مراحل للزناد. فجميع البيانات المجمعة من كل اعتراض تصادمي بين البروتونات يحتفظ بها في ذاكرة مؤقتة في العداد بينما تُجرى حسابات سريعة لمعلومات منتقاة رئيسية، تمكن من التعرف على الحدثات المهمة مثل نفاثات الطاقة أو ميونات.
تتم تلك الحسابات من المرحلة 1 خلال 1 ميكروثانية، فيقل معدل الحدثات بنسبة 1000 مرة إلى 50 كيلوهيرتز. وتتم الحسابات سريعا بواسطة الحواسيب.
فإذا مر حدث معين المرحلة 1 لزناد التنفيذ، تكون بيانات الحدث لا تزال مخزونة في العداد وتُرسل إلى زناد أعلى المستوى عن طريق ألياف ضوئية. ويسمح معدل الحدثات التي تحدث على المستوي الأعلى للزناد بإجراء تحليلات حسابية أكثر استفاضة عن تلك التي تمت في المرحلة 1.
ويعمل زناد مرحلة عليا على تخفيض جديد لمعدل الحدثات بمقدار 1000 مرة حتي يتبقى نحو 100 حدثات في الثانية. وتخزن تلك الحدثات على شريط لمتابعة تحليلها.
تخزن البيانات التي مرت بمراحل الزناد على شريط وتسجل لها نسخ ترسل عن طريق شبكة حواسيب مصادم الهدرونات الكبير إلى عدد من المعاهد العلمية في جميع أنحاء العالم لتسهيل وصولها لعدد كبير من الفيزيائيين لتحليلها والمحافظة عليها.
وتشمل تلك التحليلات :
مركز سيدي سالم، مركز مصري يقع بمحافظة كفر الشيخ، عاصمته مدينة سيدي سالم، ويقع المركز في وسط وشمال المحافظة وتقع مساحة شاسعة من بحيرة البرلس به.
يحده من الشمال البحر الأبيض المتوسط والبرلس، ومن الجنوب مركز كفر الشيخ ودسوق، ومن الشرق مركزي الرياض والبرلس، أما من الغرب مراكز فوة ومطوبس ودسوق.
كارلو بارولا هو لاعب ومدرب كرة قدم إيطالي سابق. ولد في مدينة تورينو الإيطالية يوم 20 سبتمبر 1921 وبها توفي في 22 مارس 2000. يعتبر بارولا من رموز نادي يوفنتوس الإيطالي والذي لعب له من 1939 إلى 1954 كما دربه فترات متقطعة خلال الستينيات والسبعينات.
لعب كارلو بارولا خلال مسيرته الاحترافية مع ناديين في أربعة عشر موسمًا وسجل خلالها 9 أهداف ضمن 317 مباراة. حيث فاز في موسم واحد بالكأس وفي ثلاثة مواسم بالدوري.
خاض كارلو بارولا مسيرته مع نادي يوفنتوس في موسم 1939–40 ليلعب معه ثلاثة عشر موسمًا، مشاركًا في 310 مباراة سجل خلالها 9 أهداف. ثم انتقل إلى نادي لاتسيو في موسم 1954–55 لمدة موسم واحد، حيث شارك في 7 مباريات ولم يسجل أي هدف.
.تونس أو دوت تونس، أو نقطة تونس، هو رمز نطاق بلد المستوى الأعلى (رموز النطاقات العليا) بالأبجدية العربية لتونس. الرمز اللاتيني لتونس هو .tn. وتصرف الوكالة التونسية للإنترنت في هذا النطاق منذ عام 2011.
عبد القادر بنعلي كاتب وصحافي هولندي من أصول مغربية ، ولد ببلدة اعزانن في إقليم الناظور - بالريف شمال المغرب في 25 نوفمبر 1975 . غادر المغرب في سن الرابعة مهاجرا رفقة أسرته إلى هولندا .
مركز البرلس، مركز مصري يقع بمحافظة كفر الشيخ في مصر، عاصمته مدينة بلطيم، يتبعه ثلاث مدن: بلطيم ومدينة مصيف بلطيم وبرج البرلس.
يحده من الشمال البحر المتوسط، ومن الجنوب مركز الحامول وبحيرة البرلس، ومن الشرق محافظة الدقهلية، ومن الغرب بحيرة البرلس ومركز سيدي سالم.
الطراق مجموعة من الرياض والقيعان ممتدة من الشرق الجنوبي إلى الغرب الشمالي يحيط بها من الشرق جال مستطيل وكان بها عدد من القلبان (آبار مياه) موارد للبادية.
- في عام 1385هـ تقريباً استوطن بها عدد من (الفرده) من قبيلة حرب بعضهم استوطن من البادية وبعضهم خرجوا من القوارة وإنشاءوا بها أحياء سكنية من بيوت الطين واشتغلوا بالزراعة لتتحول هذه الرياض والقيعان إلى مزارع وبساتين من النخيل.
- في عام 1398هـ تقريباً انتقل أهاليها من مساكن الطين إلى مساكن البلك الشعبية ومن ثم انتقلوا إلى المساكن البلك المسلحة.
- يوجد بمركز الطراق عدد (2) مخطط سكني معتمدة بلدياً، المخطط الأول تم البناء به وهو مكتمل جزئي من ناحية السفلته والإنارة، أما الأخرى جديد لم يتم البناء به سوء مبنيين حكوميين لمدارستي المتوسطة والثانوية للبنين ولم ينتهي منهما بعد.
- في عام 1399هـ تم افتتاح مركز إمارة تم تصنيفه الآن من فئة (أ).
وكان أول رئيس للمركز الشيخ / عبيد بن علي ابن هديب الفريدي الحربي
- في عام 1400هـ تم افتتاح مركز رعاية صحية وتم تصنيفه الآن من فئة (...).
التباعية.
يتبع مركز الطراق إدارياً لمحافظة عيون الجواء.
- يتبع مركز الطراق خدمياً لبلدية القوارة.
الطراق والتعليم.
جميع المدارس تتبع مركز الأشراف التربوي بمحافظة عيون الجواء.
المسافة بين الطراق وبريدة وعيون الجواء.
- يبعد مركز الطراق عن مدينة بريدة بحوالي (64) كلم، ويبعد عن محافظة عيون الجواء (45) كلم باتجاه الشمال الغربي.
ارتباط الطراق بالطريق السريع.
- يرتبط مركز الطراق بالطريق السريع للقصيم - حائل بعدد (2) كوبري في طور الإنشاء.
1- كوبري عند نقطة 45 كلم من بريدة على بعد (27) كلم عن مركز الطراق مع امتداد الطريق المسفلت القديم.
2- كوبري عند نقطة 60 كلم من بريدة على بعد (4) كلم عن مركز الطراق مع طريق تم إنشاءه حديثاً.
أرييل هو قمر لأورانوس اكتشف في 24 تشرين الأول 1851 بواسطة ويليام لاسيل واكتشف في نقس الوقت مع أومبريل
أرييل يحتل المركز الرابع من حيث الحجم لأقمار أورانوس السبعة وعشرين المعروفة. يدور أرييل ويتعاقب في المستوى الاستوائي لكوكب أورانوس؛ وهو متعامد تقريباً على مدار أورانوس مما يجعله يمر بدورة موسمية قصوى.
في عام 2012 نقلت إلينا المركبة الفضائية فوياجر 2 كثير من المعلومات المفصلة عن أرييل بعد تحليق المسبار بالقرب من أورانوس عام 1986، كما نجح في التقاط صور لما يصل إلى 35% من سطح القمر. لا توجد خطط فعلية للعودة لدراسة القمر بالتفصيل، على الرغم من الأفكار التي تُطرح من وقت لآخر مثل المركبة المدارية ومسبار أورانوس.
أرييل هو ثاني أصغر أقمار أورانوس الخمسة الدائرية الرئيسة بعد ميراندا، والثاني من حيث بعده عن الكوكب. يحتل أرييل المركز الرابع عشر من حيث القطر بين أصغر أقمار المجموعة الشمسية التسعة عشر الكروية المعروفة. يُعتقد أنه يتكون من أجزاء متساوية تقريباً من الجليد والمواد الصخرية. شُكل أرييل –مثل جميع أقمار أورانوس- نتيجة للقرص المزود الذي أحاط بالكوكب بعد فترة قصيرة من تكوينه، وفي الغالب يختلف في أنه –مثل الأقمار الكبيرة الأخرى- يحتوي على لب دخلي من الصخور مُحاط بدثار من الجليد. أرييل لديه سطح معقد يتألف من فوهات صدمية واسعة النطاق تقاطعها أنظمة من الأخاديد وسفوح شديدة الانحدار وسلاسل جبال. يظهر على السطح علامات لنشاط جيولوجي حديث أكثر من أقمار أورانوس الأخرى، ومن المحتمل أن يكون ذلك عائداُ إلى التسخين الحراري في المد والجزر.
اسمه مشتق من قصيدة ألكسندر بوب وقد اقترح اسمه وأسماء بقية الأقمار الرئيسية من قبل جون هيرشل في سنة 1852 بناء على طلب لاسيل.
كان الاقتراب الأول للقمر بواسطة المسبار فوياجر 2 سنة 1986 وكان الاقتراب بعيد إذ حلق على مسافة 127000 كم عن سطحه. وقد صور فقط النصف الجنوبي لهذا القمر لإنه كان متجها نحو الشمس أثناء التحليق.
بسسب هامش الخطأ في القياسات المأخوذة فإنه من غير المعروف حتى الآن فيما إذا كانت كتلته أكبر من كتلة القمر أومبريل. يحتوي تقريبا على 70 % من جليد مركبات مختلفة (الماء وأكاسيد الكربون والميثان) والثلاثين بالمئة الباقية من صخور السيليكا. ويبدو وجود مناطق الصقيع في أماكن جديدة، لا سيما في الحفر الجديدة. أقدم وأكثر الملامح الجيولوجية لوحظت بواسطة فوياجر 2ارييل بواسطة وهي سهول صدمية واسعة النطاق م تركزت قرب القطب الجنوبي. تشير تحاليل الحفر المشاهدة في ارييل أن جميع الحفرأصغر سنا من المشاهدة في القطب الجنوبي.
اكتشف ويليام لاسيل أرييل في 24 أكتوبر 1851، واسمه مشتق من قصيدة ألكسندر بوب "اغتصاب خصلة شعر"، بالإضافة إلى مسرحية "العاصفة" لشكسبير حيث يعود الاسم لقوة سماوية.
اكتشف ويليام لاسيل في نفس العام أيضاً القمر أومبريل التابع لأورانوس، والذي يكبر أرييل بفارق صغير. على الرغم أن ويليام هيرشيل الذي اكتشف أقمار أورانوس الكبرى –تيتانيا وأوبيرون- عام 1787 ادعى ملاحظته أربعة أقمار إضافية، إلا أن ذلك لم يتم التأكد منه وكذلك يُظن أن تلك الأربعة أشياء زائفة.
جميع أقمار أورانوس سُمّيت على اسم شخصيات في أعمال ويليام شكسبير وقصيدة أليكسندر بوب "اغتصاب خصلة شعر"، كما اقترح جون هيرشيل أسماء الأربعة أقمار التابعة لأورانوس عام 1852 بناءً على طلب لاسيل. سُمّي أرييل على اسم حورية السماء في قصيدة "اغتصاب خصلة شعر"، وهذا أيضاً هو نفس اسم الروح التي تخدم بروسبيرو في مسرحية شكسبير "العاصفة". وقام لاسيل سنة 1851 بترقيم أقمار أورانوس بأرقام لاتينية حسب بعدها عن أورانوس ليحصل أرييل على لقب أورانوس الأول.
من بين أقمار أورانوس الخمس الكبرى أرييل هو الثاني من حيث بعده عن الشمس حيث يدور على بعد حوالي 190000 كم. الانحراف المداري لأرييل قليل، وزاوية ميلانه قليلة جداً بالنسبة لخط استواء أورانوس. تستغرق فترة دورته المدارية حوالي 2.5 يوم أرضي، وهي متوافقة مع فترة الدوران الذاتي للقمر. بالتالي يواجه وجه واحد للقمر كوكب أورانوس طوال الوقت وهو ما يُعرف بالتقييد المدي. يقع مدار أرييل بالكامل ضمن المجال المغناطيسي لأورانوس. كلا قطبي القمر (المبتعدين عن اتجاه المدار) يقعا بشكل كامل داخل الغلاف المغاطيسي، مما يؤدي إلى حدوث صدمات مع بلازما الغلاف المغناطيسي التي تشارك الكوكب الدوران. من المحتمل أن يؤدي هذا الاصطدام إلى مشاهدة السواد في قطبي القمر، وهو ما لوحظ في جميع أقمار أورانوس ماعدا أوبيرون. يلتقط أرييل أيضاً الجسيمات المشحونة مغناطيسياً؛ مُنتجاً تراجع واضح في عدد الجسيمات المشحونة بالقرب من مدار القمر لوحظ من قبل فوياجر 2 عام 1986.
لأن أرييل -مثل أورانوس- يدور حول الشمس في مستوى دوران يقترب من محور دورانه يواجه كلا قطبيه الشمالي والجنوبي الشمس مباشرة أو يبتعدا عنها كلياً عند الانقلاب الشمسي. يعني ذلك تعرضه لدورة موسمية قصوى؛ كما يحدث في قطبي الكرة الأرضية عند الانقلابات الشمسية من ليل دائم أو نهار دائم، لذلك يحدث في قطبي أرييل إما ليل دائم أو نهار دائم لنصف عام أورانوسي (42 سنة أرضية) عند ارتفاع الشمس بالقرب من سمت الرأس فوق أحد القطبين عند كل انقلاب شمسي. تزامن تحليق مسبار فوياجر 2 مع الانقلاب الشمسي الصيفي لنصف الكرة الجنوبي عام 1986 عندما صار نصف الكرة الشمالي تقريباً بالكامل مُظلم. عندما يقترب أورانوس من التعادلين ويتقاطع خطه الاستوائي مع الأرض -مرة كل 42 عام- تزداد إمكانية حدوث الاحتجابات المتبادلة بين أقمار أورانوس. طرأ عدد من تلك الأحداث في عامي 2007-.2008، بما في ذلك الاحتجاب الذي حدث لأرييل بواسطة أومبريل في 19 أغسطس 2007.
لا يقع أرييل حالياً في أي رنين مداري مع أقمار أورانوس الأخرى. رغم ذلك من الممكن أن يكون قد وقع في الماضي في رنين مداري نسبته 5:3 مع ميراندا، والذي يمكن أن يكون مسؤول جزئياً عن حرارة هذا القمر (على الرغم من أن درجة الحرارة القصوى الناتجة من رنين مداري سابق بين أومبريل وميراندا تبلغ نسبته 1:3 كان في الغالب أشد ثلاث مرات). من الممكن أن يكون أرييل قد كان في حالة إحاطة نتيجة للرنين المداري مع تيتانيا والذي بلغت نسبته 4:1، والذي فلت منه بعد ذلك. الانفلات من رنين الحركة الوسطى يمثل سهولة بالنسبة لأقمار أورانوس أكثر من أقمار المشترى وزحل؛ ويرجع ذلك إلى أن أورانوس يكون في أقل درجة من التفلطح. هذا الرنين -الذي من المحتمل أن يكون تصادف وجوده قبل 3.8 بليون سنة مضت- قد ساهم في زيادة الانحراف المداري لأرييل، الذي بدوره أدى إلى احتكاك المد والجزر نتيجة لاختلاف توقيت قوى المد والجزر الناتجة من أورانوس. قد تسبب ذلك في الاحترار الداخلي للقمر بدرجة كبيرة تصل إلى 20 كلفن.
التكوين والتركيب الداخلي.
يحتل أرييل المركز الرابع من حيث الحجم بين أقمار أورانوس، وغالباً الثالث من حيث أكبر الأقمار كتلة. تبلغ كثافة القمر 1.66 جرام/سم3، مما يدل على أنه يتكون من أجزاء متساوية تقريباً من الجليد وعنصر غير جليدي ذو كثافة. يتكون العنصر الثاني غالباً من الصخور ومادة كربونية بما في ذلك مركبات عضوية ثقيلة تُعرف باسم الثولينات. دَعمت ملاحظات الآشعة المطيافية تحت الحمراء وجود الجليد، كما أنها أظهرت تبلور الجليد على سطح القمر. نطاقات امتصاص الجليد على النصف الكروي القائد لأرييل أقوى منه على النصف الكروي التابع. سبب هذا التباين غير معروف، لكن من الممكن أن يعود ذلك إلى انفجار الجسيمات المشحونة من الغلاف المغناطيسي لأورانوس (نتيجة للدوران المشترك مع البلازما). تميل الجسيمات النشطة إلى تفل الجليد وتحليل الميثان العالق في الجليد إلى هيدرات الغاز ومواد عضوية داكنة أخرى مُخلفة ورائها بقايا داكنة غنية بالكربون.
العنصر الآخر الوحيد الذي تم تحديده على سطح القمر بواسطة الآشعة المطيافية تحت الحمراء –فيما عدا الماء- هو ثاني أكسيد الكربون، والذي يتركز بصفة أساسية في النصف الكروي التابع. يظهر أرييل أقوى دليل لوجود غاز ثاني أكسيد الكربون عن طريق القياسات الطيفية أكثر من أي قمر أورانوسي، وهو القمر الأورانوسي الأول الذي اُكتشف هذا العنصر عليه. لا توجد رؤية واضحة بالكامل عن نشأة ثاني أكسيد الكربون. يمكن أن يكون أُنتج محلياً من الكربونات أو المواد العضوية تحت تأثير الجسيمات النشطة المشحونة القادمة من الغلاف المغناطيسي لأورانوس أو الآشعة الفوق بنفسجية الشمسية. تُفسر هذه النظرية التباين في التوزيع لأن النصف الكروي التابع أكثر عرضة لتأثير الغلاف المغناطيسي بطريقة أكثر حدة من النصف الكروي القائد. مصدر آخر محتمل هو تغزية النويدات الابتدائية لغاز ثاني أكسيد الكربون المحتبس في الجليد بداخل أرييل. من المحتمل أن يكون تحرر ثاني أكسيد الكربون من الداخل ذو صلة بالنشاط الجيولوجي الماضي على هذا القمر.
نظراً لحجم وتكوين الجليد والصخر واحتمال وجود الملح أو الأمونياك في محلول لخفض نقطة تجمد الماء، من الممكن أن يكون داخل أرييل في تباين حيث يتكون من جوهر صخري مُحاط بدثار جليدي. إذا كانت هذه النظرية صحيحة فإن نصف قطر النواة (372 كم) يبلغ حوالي 64% من نصف قطر القمر، وتبلغ كتلته حوالي 56% من كتلة القمر_ حُددت البارامترات بناءً على تكوين القمر. يبلغ الضغط بداخل أرييل حوالي 0.3 باسكال (3 بار). الحالة الراهنة للدثار الجليدي غير واضحة على الرغم من عدم قابلية احتمال وجود محيط تحت السطح.
اللون ودرجة البياض.
أرييل هو القمر الأكثر انعكاسية من أقمار أورانوس. يُظهر سطحه طفرة عند المقابلة حيث انخفضت نسبة الانعكاسية من 53% (درجة البياض هندسياً) لزاوية طور درجتها 0 إلى 35% لزاوية طور درجتها حوالي 1. يبلغ مقدار بياض أرييل حوالي 23%، وهو المقدار الأكبر بين أقمار أورانوس. سطح أرييل هو سطح محايد عموماً في اللون. قد يكون هناك تباين بين النصفين الكرويين القائد والتابع، حيث يبدو أن الثاني أكثر احمراراً من الأول بنسبة 2%. لا يظهر سطح أرييل عامةً أي ارتباط بين البياض والجيولوجيا من جهة واللون من جهة أخرى. على سبيل المثال الأخاديد لها نفس لون الفوهات الصدمية. ومع ذلك التأثير الضوئي المركز حول بعض الفوهات النشطة أقل زرقة في اللون. هناك أيضاً بعض المناطق الأقل زرقة، والتي لا تتوافق مع أيٍ من السمات السطحية المعروفة.
صفات السطح.
يمكن تصنيف السطح الظاهر لأرييل إلى ثلاث أنواع من التضاريس: فوهات صدمية، مرتفعات صدمية وسهول. السمات الرئيسية للسطح هي الفوهات الصدمية، والأودية، والمنحدرات المتصدعة، وسلاسل الجبال، والأخاديد.
السطح الملئ بالفوهات، وهو سطح متدحرج ملئ بالعديد من الفوهات الصدمية المتركزة في القطب الجنوبي لأرييل، هو أقدم وأكثر الماطق الجيولوجية اتساعاً من الناحية الجغرافية. تتداخل معه شبكة من المنحدرات، والأخاديد (صدوع أخدودية)، وسلاسل جبال ضيقة تتركز في منتصف خطوط العرض الجنوبية. الأخاديد، والتي تُعرف باسم الصدوع (تشاسماتا)، تكون غالباً عبارة عن صدوع أخدودية تكونت عن طريق التصدع الامتدادي، والذي نتج عن ضغوط تواترية كلية سببها تجمد المياه (أو محلول الأمونيا) بداخل القمر. يبلغ اتساع الأخاديد 15_50 كم، وتتجه بشكل أساسي إلى الجهة الشرقية أو الشمالية الشرقية. أرضيات العديد من الأخاديد محدبة، وترتفع بنسبة 1_2 كم. تكون الأرضيات في بعض الأحيان منفصلة عن حوائط الأخاديد عن طريق الصدوع (صدوع أخدودية) يبلغ اتساعها حوالي 1 كم. تمتلك أوسع انخسافات أخاديد تمتد على طول قمم أرضياتها المحدبة، والتي تُسمى فاليز. الأخدود الأطول هو صدع كاشينا (كاشينا تشاسما) حيث يتجاوز طوله 620 كم (امتد الصدع حتى النصف الكروي لأرييل الذي رآه مسبار فوياجر 2 غير مضئ).
النوع الثاني الرئيسي من التضاريس هو المرتفعات الصدمية حيث تضم سلاسل من الجبال والصدوع الأخدودية التي تمتد لمئات الكيلومترات. تحيط المرتفعات بالفوهات الصدمية وتقسمها إلى مضلعات. بداخل كل سلسلة، والتي يمكن أن يصل اتساعها إلى 25_70 كم، جبال فردية وأخاديد يصل ارتفاعها إلى 200 كم والمسافة بين بعضها البعض تتراوح بين 10 إلى 35 كم. تُشَكل المرتفعات الصدمية غالباً استمرارية للأخاديد، مما يشير إلى أنها قد تكون هيئة مُعدلة للصدوع الأخدودية، أو نتيجة لرد فعل مختلف من القشرة التي تخضع لنفس الضغوط التواترية مثل فشل قصف.
التضاريس الأصغر التي لوحظت على أرييل هي السهول: هي المناطق الملساء المنخفضة نسبياً والتي من المؤكد أنها تشكلت على مدى فترة طويلة من الزمن استناداً إلى التنوع في وهداتها المتدرجة. اُكتشفت السهول في أرضيات الأخاديد وعدد قليل من المنخفضات المتفاوتة في منتصف الفوهات الصدمية. في الحالة الثانية تكون منفصلة عن الفوهات الصدمية بفعل الحواجز الحادة، والتي تكون في بعض الحالات ذات نمط فَصِّي. المنشأ الأصلي للسهول الأكثر احتمالاً هو العمليات البركانية؛ فهندسة التهوية الخطية الخاصة بها تشبه البراكين الدرعية الأرضية، والأطراف الطبوغرافية المميزة تشير إلى أن السائل المتفجر كان شديد اللزوجة، ومن المحتمل أن يكون محلول أمونيا أو ثلج شديد البرودة مع احتمالية وجود براكين جليدية صلبة أيضاً. يُقدر سمك تلك الفيضانات البركانية الجليدية بمقدار 1ـــ3 كم. بناءً على ذلك فإن الأخاديد من المؤكد أنها قد تشكلت في الوقت عندما كانت العوامل داخلية المنشأ ما زالت تحدث على سطح أرييل.
يبدو أرييل إلى حد ما متساوٍ في فوهاته بالمقارنة مع أقمار أورانوس الأخرى، الندرة النسبية في الفوهات الكبيرة تشير إلى أن سطحه لا يعود إلى تاريخ تكوين النظام الشمسي، مما يعني أن أرييل من المؤكد أنه قد عاد إلى الظهور مرة أخرى بالكامل في مرحلة ما من تاريخه. من المعتقد أن النشاط الجيولوجي الماضي لأرييل كان بسبب التقييد المدي في وقت كان مداره أكثر شذوذاً من الآن. الفوهة الأكبر التي لوحظت على أرييل هي يانجور، والتي يبلغ عرضها 78 كم فقط، وتُظهر علامات تشوه متتابع. جميع الفوهات الكبيرة على أرييل لديها أرضيات مسطحة وقمم مركزية، ويُحيط بعدد قليل من الفوهات رواسب بركانية مُشرقة. العديد من الفوهات متعددة الأضلاع مما يشير إلى أن ظهورها مُتأثر بالبنية السطحية السابقة. يوجد بالسهول المحفورة عدد قليل من البقع الضوئية الكبيرة (قطرها حوالي 100 كم)، والتي من الممكن أن تكون قد تحللت إلى فوهات صدمية. إذا كان الافتراض صحيحاً فإنها ستكون شبيهة بفوهات الأشباح على قمر المشترى غانيميد. قد أُشير إلى أن الانخفاض الدائري الذي يبلغ قطره 245 كم ويقع ناحية الجنوب بمقدار 10° وناحية الشرق بمقدار 30° هو بناية كبيرة صدمية متدهورة للغاية.
يُعتقد أن أرييل تشكل من قرص مزود أو سديم ثانوي؛ وهو عبارة عن حزام من الغاز والغبار الكوني الذي كان موجود حول أورانوس لبعض الوقت بعد تكوينه أو نشأ نتيجة الاصطدام الضخم، وهو في أغلب الأحيان السبب في الميل المحوري الكبير لأورانوس. التركيب الدقيق للسديم الثانوي غير معروف، ومع ذلك اكثافة العالية لأقمار أورانوس بالمقارنة مع أقمار زحل تشير إلى أنه ربما يفتقر للماء نسبياً. من الممكن أن كميات كبيرة من الكربون والنتيتروجين كانت توجد على شكل أول أكسيد الكربون وغاز النيتروجين بدلاً من الميثان والأمونيا. لذلك الأقمار التي تشكلت من هكذا سديم تحتوي على كميات أقل من ثلج الماء (مع أول أكسيد الكربون وغاز النيتروجين محبوس في صورة كلاثرات)، وكميات أكبر من الصخور مما يفسر الكثافة العالية.