CERN’deki Deneysel Gelişmeler ve Altın Üretimi

İsviçre’nin Cenevre kentinde bulunan Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN), yüksek enerjili parçacık çarpıştırmalarıyla evrenin temel yapıtaşlarını anlamaya devam ederken, aynı zamanda yeni ve şaşırtıcı bir keşfe imza attı. 2015-2018 yılları arasında gerçekleştirilen ikinci büyük çarpıştırma dönemi sırasında, araştırmacılar yaklaşık 86 milyar adet altın çekirdeğinin üretildiğini tespit etti. Bu devasa deneylerde yüksek enerji seviyelerinde gerçekleştirilen çarpışmalar, atomların iç yapısını ve yeni parçacıkların oluşumunu gözlemlemek için kullanıldı.

Bu altın çekirdekleri, kurşun atomlarının ışık hızının %99,999993’ü civarında hızda çarpıştırılmasıyla elde edildi. Ancak, bu miktar, günlük yaşamda karşılaşılan altına kıyasla oldukça küçük bir oranı temsil ediyor; yaklaşık 29 trilyonda bir gram altına karşılık geliyor. Bu, bilimsel açıdan büyük bir başarı olmasına rağmen, pratik anlamda henüz ekonomik bir altın üretimi anlamına gelmiyor.

Simyanın Günümüz Kimyasına Dönüşümü

Yüzyıllar boyunca, büyük düşünürler ve simyacılar, temel metalleri altına dönüştürmenin yollarını aradı. Bu arayışlar, simyanın temel taşlarını oluşturdu ve özellikle Felsefe Taşı gibi efsanevi nesnelerin ortaya çıkmasına yol açtı. Ancak, zaman içinde gelişen modern kimya bilimi, bu mucizevi nesnelerin varlığını bilimsel olarak kanıtlayamadı. Buna rağmen, büyük makinalar ve gelişmiş teknolojiler sayesinde, simyanın hayal ettiği bu dönüşüm, bugün daha bilimsel ve kontrollü yöntemlerle gerçekleştiriliyor.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), kurşunu altına dönüştürmenin en etkili yollarından biri olarak gösteriliyor. Bu devasa makine, 27 kilometre uzunluğunda ve yerin derinliklerine gömülü bir halka şeklinde inşa edilmiştir. Kurşun ve altın arasındaki yakınlık, periyodik tabloda sadece birkaç proton farkı ile açıkça görülüyor. Kurşun atomunun 79 protona sahip olması, onu altınla (79 proton) neredeyse eşdeğer kılar. Bu yakınlık, parçacık hızlandırıcılarındaki yüksek enerjili çarpışmaların, kurşun atomlarından sadece birkaç proton veya nötron kopararak yeni elementler ve izotoplar oluşturmasını mümkün kılar.

Simyacılıktan Modern Bilime

Simyacılar, uzun yıllar boyunca, kurşun ve altının yoğunluklarının benzerliğini ve atom yapılarının yakınlığını temel alarak, kurşunun “hasta” olduğunu ve uygun koşullarda altına dönüşebileceğine inanıyordu. Bu inanç, periyodik tabloda sadece birkaç proton farkı bulunan elementlerin, uygun enerji ve tekniklerle dönüştürülmesiyle mümkün olabileceğine dair bir umut taşıyordu. Gerçek şu ki, altın ve kurşun arasındaki fark yalnızca üç proton ve birkaç nötron ile sınırlıdır. Bu da, parçacık hızlandırıcılarındaki çarpışmaların, kurşundan altın üretmek için sadece birkaç proton veya nötron koparması gerektiği anlamına gelir.

Ancak, bu süreç karmaşık ve düşük verimlidir; çünkü birkaç protonun koparılması, yeni elementlerin ve izotopların oluşumunu sağlar ve bu da oldukça düşük olasılıklarla gerçekleşir. Ayrıca, proton veya nötron kaybı, başka elementlerin de oluşmasına neden olur; örneğin, bir proton koparılması talyumun, iki proton koparılması ise cıvanın oluşmasına yol açar.

Bilimsel Ölçümler ve Bulgular

Bu alandaki en yeni araştırmalar, hakemli bilimsel dergi Physical Review C’de yayımlandı. Çalışma, CERN’deki en önemli dedektörlerden biri olan ALICE cihazı kullanılarak gerçekleştirildi. ALICE, çarpıştırıcıda saniyede milyarlarca parçacık etkileşimini kaydederken, proton ve nötronları tespit ediyor ve analiz ediyor.

Yapılan ölçümler, özellikle talyum ve cıva oluşumunun, çarpışmalar sırasında daha sık gerçekleştiğini gösteriyor. Üstelik, deneyin üçüncü bölümünde saniyede yaklaşık 89 bin altın çekirdeğinin üretildiği tespit edildi. Bu gelişmeler, yüksek enerji seviyelerinde gerçekleştirilen deneylerin, sadece temel bilimler açısından değil, aynı zamanda element üretimi açısından da yeni kapılar açtığını ortaya koyuyor.