Fizikçiler Kurşundan Altın Elde Ediyor

Simyacıların rüyası gerçek oldu: CERN'de (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'na kurulan ALICE deneyinin dedektörleri, kurşunun altına dönüşümünü kaydetti. Ve bu, Rusya Bilimler Akademisi Nükleer Araştırma Enstitüsü'ndeki Rus fizikçilerin doğrudan katılımıyla gerçekleştirildi. Bunlardan biri olan Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru Igor Pşeniçnov, yirmi yıl önce elektromanyetik ayrışmanın (çekirdeklerin gama kuantaları tarafından parçalanması) teorik modelini geliştirdi ve bu model, çarpıştırıcıda çarpışan kurşun çekirdeklerinin ışınlarının çarpışması sonucu altın ve diğer elementlerin çekirdeklerinin oluşum mekanizmasını açıklamayı mümkün kıldı.

Bunun nasıl gerçekleştiğini anlatan bir makale yakın zamanda Physical Review Journals adlı bilimsel dergide yayımlandı. ALICE dedektörü üzerinde çalışan bilim insanları, altın elde etmenin "tarifini" tamamen ücretsiz olarak dünyayla paylaştılar, yani kurşunu altına dönüştürmek için yaptıkları ölçümlerden bahsettiler.

Ortaçağ simyacıları baz kurşunun yoğunluğunun altına çok yakın olduğunu fark ettiler ve bu nedenle onu kimyasal yollarla soy metale dönüştürmek için birçok girişimde bulundular. Bu durum, kurşun ve altının farklı kimyasal elementler olduğu ve dolayısıyla kimyanın bir elementi diğerine dönüştürmede işe yaramadığı anlaşılıncaya kadar devam etti.

20. yüzyılda fizikçiler, farklı elementlerin radyoaktif bozunma yoluyla doğal olarak veya laboratuvar ortamında nötron veya proton bombardımanı sonucu birbirlerine dönüşebileceğini kanıtlayarak imdadımıza yetiştiler.

Altın, laboratuvarlarda nötron ve protonlarla ışınlanarak üretilse de, kurşunun altına dönüştürülmesini yeni bir mekanizmayla keşfeden ALICE işbirliği oldu.

— İgor Anatolyeviç, çalışmanızın asıl amacının ne olduğunu bize anlatır mısınız? — Çekirdek çöküşü modelinin yazarına soruyorum.

— Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda yapılan deneylerin amacı, kuark-gluon plazmasının oluşumuyla sonuçlanan çekirdeklerin çarpışmalarını incelemektir. Büyük Patlama teorisine göre, 14 milyar yıl önce bu sıcak ve yoğun maddenin, Büyük Patlama'dan yaklaşık saniyenin milyonda biri kadar bir sürede evreni doldurduğu ve şu an bildiğimiz maddeyi yarattığı düşünülüyor.

ALICE deneyinde, çekirdeklerin elektromanyetik etkileşimleri sırasında, yüksek hızlarda ana yörüngeyi terk ederek çarpıştırıcının süperiletken mıknatıslarına düşerek bunların çalışmasını bozan talyum, cıva veya aynı altın gibi ikincil çekirdeklerin oluştuğu gözlemlenmiştir. Bu çözülmesi gereken çok gerçek bir teknik sorundur. Modelimiz bu tür ikincil çekirdeklerin oluşum hızını öngörmüştür.

— Eserin özü nedir?

— Çarpıştırıcıda bilim insanları öncelikle kurşun çekirdeklerinin “önden” çarpışmalarını incelediler. Ancak çok daha sık gerçekleşen etkileşimlerde, çekirdekler birbirine dokunmadan yan yana geldiklerinde, etraflarını saran yoğun elektromanyetik alanlar karşıdan gelen çekirdekleri etkileyerek içlerindeki protonları dışarı atabilir. Model, bir kurşun çekirdeğinden sadece üç protonun çıkarılmasıyla, onun kayda değer bir olasılıkla altına dönüşeceğini öngörmüştü.

— Peki deneyde kaç çekirdek elde edildi?

— ALICE analizi, deneyler sırasında yaklaşık 86 milyar altın çekirdeğinin oluşturulduğunu gösteriyor. Bu, kütle olarak sadece 29 pikograma (2,9 × 10 -11 gram) denk gelmektedir. Ne yazık ki ömürleri kısa sürdü.

Elbette LHC'de elde edilen altın gramla ölçülmüyor; bunlar mikroskobik miktarlar ve bunlardan mücevher yapılamaz. Ancak bilim insanlarının artık bunun üretiminin fiziğini bildikleri gerçeği ortadadır.

14 Mayıs 2025 tarihli "Moskovsky Komsomolets" No. 29520 gazetesinde yayınlandı

Gazete başlığı: Geçici altın