Simyacıların yüzyıllardır süren hayali, kurşunu altına dönüştürmekti. Orta Çağ’dan kalma bu fantezi, CERN’deki araştırma enstitüsündeki bilim insanları tarafından gerçekleştirildi. Tabii ki, bu dönüşüm sadece bir saniyeden kısa bir süre için mümkün oldu.
Fizikçiler, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nı (LHC) kullanarak kurşun atomlarından üç proton fırlattılar. Bu işlem, kurşun atomlarını altın atomlarına dönüştürme etkisine sahipti. Bilim insanları daha önce de yapay altın üretmiş olsalar da, bu araştırmacılar "neredeyse kazayla" çarpışmaları içeren yeni bir mekanizma kullandılar.
CERN’deki ALICE iş birliğinden fizikçi Uliana Dmitrieva, enstitü açıklamasında, "Bu analiz, LHC’de altın üretiminin imzasını deneysel olarak sistematik bir şekilde tespit eden ve analiz eden ilk çalışmadır" dedi. ALICE, Büyük İyon Çarpıştırıcısı Deneyi anlamına geliyor ve CERN’deki LHC’deki çeşitli deneylerden biri. Dmitrieva, Physical Review Journals’da yayınlanan ve yeni mekanizmayı detaylandıran çalışmaya katılmadı.
Elementler, atom çekirdeklerindeki proton sayısı ile tanımlanır. Örneğin, kurşun çekirdeklerinde her birinde 82 proton bulunurken, altın çekirdeklerinde 79 proton bulunur. Son araştırmada, kurşun çekirdeklerinin Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda ışık hızının %99,999993’ü gibi akıl almaz bir hızda hareket ettiği görüldü. Çekirdeklerin elektromanyetik alanları bozuldu ve foton adı verilen kısa bir ışık parçacıkları patlaması yarattı. Çarpıştırıcıya adını veren çarpışmalar değil, bu fotonlar ile kurşun çekirdekleri arasındaki etkileşim (neredeyse kazayla oluşan çarpışmalar), çekirdeklerin elektromanyetik ayrışma adı verilen bir süreçte bazı proton ve nötronları kaybetmesine neden oldu.
Kurşun atomları sıfır proton kaybederse, kurşun olarak kaldılar. Bir proton kaybederlerse, talyuma dönüştüler; iki proton kaybederlerse, cıvaya dönüştüler; ve üç proton kaybederlerse, altına dönüştüler. Neredeyse kazayla oluşan çarpışmalar, her üç ağır metali de başarıyla üretti, ancak altın çekirdekleri neredeyse anında parçalandı; bu da altının bir saniyeden kısa bir süre var olduğu anlamına geliyor.
Son deney, önceki girişimlere göre neredeyse iki kat daha fazla altın üretmesine rağmen, elde edilen miktar hala bir kuyumcunun tek bir takı parçası yapmak için ihtiyaç duyacağı miktarın trilyonlarca kat daha azı.
ALICE iş birliğinden hızlandırıcı fizikçisi John Jowett, "Sonuçlar ayrıca elektromanyetik ayrışmanın teorik modellerini test ediyor ve geliştiriyor. Bu modeller, temel fiziksel ilgi alanlarının ötesinde, LHC’nin ve gelecekteki çarpıştırıcıların performansında büyük bir sınır olan ışın kayıplarını anlamak ve tahmin etmek için kullanılıyor" diye açıkladı. Jowett, bu çalışmaya katılmadı.
Orta Çağ simyacıları, bu çalışmanın yığınla zenginlik yaratmanın bir yolunu ortaya koymadığını öğrenmekten hayal kırıklığına uğrayabilirler, ancak bu araştırma LHC ile gerçekleştirilen diğer bir dizi başarıya katılıyor. Bunlardan belki de en ünlüsü, varlığı elektronlar gibi diğer parçacıklara kütle veren yeni bir alanın teorik varlığını doğrulayan Higgs bozonu parçacığının 2012’de keşfedilmesi. Dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısının bir sonraki neyi ortaya çıkaracağı ise henüz bilinmiyor.
Bu deneyin önemi, sadece kurşunu altına dönüştürme hayalini kısmen de olsa gerçekleştirmekle sınırlı değil. Aynı zamanda, parçacık fiziği alanında yeni teorileri test etme ve geliştirme potansiyeli taşıyor. Elektromanyetik ayrışma süreci, LHC gibi büyük çarpıştırıcıların performansını etkileyen önemli bir faktör. Bu süreci daha iyi anlamak, çarpıştırıcıların daha verimli çalışmasını sağlayabilir ve yeni keşiflerin önünü açabilir.
Altın üretiminin pratik bir uygulama alanı olmasa da, bu tür araştırmalar temel bilimsel merakı tatmin etmenin yanı sıra, teknolojinin sınırlarını zorlamaya ve evrenin temel yapı taşlarını anlamaya yönelik önemli adımlar sunuyor. LHC’nin gelecekteki deneyleri, evrenin sırlarını aydınlatmaya ve daha önce hayal bile edilemeyen bilimsel keşiflere yol açmaya devam edecektir. Belki de bir gün, simyacıların hayali olan bol miktarda altın üretimi bile mümkün hale gelebilir. Ancak şimdilik, bu araştırma, bilimin sınır tanımayan potansiyelinin ve insanlığın bilgi arayışının bir göstergesi olarak kalmaya devam ediyor.
