Yüzyıllar boyunca simyacılar kurşunu altına dönüştürmenin bir yolunu aradılar. Fransa ve İsviçre sınırında, yerin derinliklerinde, CERN’deki fizikçiler nihayet başardılar – ama büyüler ve filozof taşları olmadan. Nature dergisinin haberine göre, sadece saf fiziğin ve neredeyse ışık hızında uçan parçacıkların yardımıyla.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) yapılan deneylerde bilim insanları saniyenin çok küçük bir bölümünde kurşundan altın üretmeyi başardılar. Bu olgu ilk kez sadece gözlemlenmekle kalmadı, aynı zamanda doğru bir şekilde ölçüldü ve modern bilimin yeteneklerine ilişkin algılarımızı değiştirdi.
Modern Felsefe Taşı: İşte Nasıl Gerçekleştiği
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, parçacıkları ışık hızının %99,999993’ünden fazlasına kadar hızlandıran 27 kilometrelik bir yeraltı halkasıdır. İki kurşun iyonu kafa kafaya çarpıştığında, Evren’in doğumundan kısa bir süre sonraki koşullarına benzeyen küçük “büyük patlamalar” yaratırlar. Ancak bazen bu iyonlar birbirinden uzaklaşıyor – doğrudan çarpışma yok, sadece güçlü bir elektromanyetik değişim var.
Ultra çevresel çarpışmalar olarak adlandırılan bu çarpışmalar, atomların çekirdeklerinden birkaç proton ve nötron fırlatmaya yetecek enerjiye sahip fotonları (ışık parçacıkları) serbest bırakan son derece güçlü elektromanyetik alanlar yaratır. Elektromanyetik ayrışma olarak bilinen bu olgu, 82 protonlu bir kurşun-208 atomunu tam olarak üç proton fırlatarak 79 protonlu bir altına dönüştürebilir.
Altın geçicidir: sadece bir saniyeliğine
Kulağa modern simya gibi geliyor. Hızlandırıcının ikinci deneysel döneminde (2015-2018), bu tür yakın çarpışmalar saniyede ortalama 89.000 altın atomu yarattı. Bir sonraki döngüde, daha yüksek enerjiyle, bu sayı saniyede yaklaşık 178.000 atoma yükseldi.
Kulağa etkileyici geliyor – ta ki sadece bir gram altında 3 trilyondan fazla atom olduğunu düşünene kadar. Bu oranla, bir miligram bile elde etmek için on milyarlarca yıl gerekir. Ve bu altın sadece bir an için var olur.
Yeni yaratılan atomlar yüksek enerjili parçacıklardan oluşan bir akımın içinde doğar ve neredeyse anında diğerleriyle çarpışarak atom altı parçalara ayrılır. Altındırlar – ama sadece bir saniyenin kesirleri için. Ömürleri kısadır ve onları yaratmanın maliyeti astronomiktir. Pratikte, “yapımı” değerinden çok daha pahalıdır: yine de deney buna değer
Sadece altın değil
İlginçtir ki bu şekilde oluşan tek element altın değildir. Deneylerde ayrıca talyum (81 protonlu) ve cıva (80 protonlu) da üretildi – hem de çok daha büyük miktarlarda. Bu, bilim insanlarına nükleer fiziğin yetenekleri hakkında yeni bir bakış açısı kazandırıyor ve maddenin aşırı koşullar altında nasıl davrandığına dair daha derin bir anlayışa kapı açıyor.