CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda yapılan deneylerde, kurşun atomlarının çarpışma sırasında altına dönüştüğü gözlemlendi.



Yüzyıllar boyunca simyacılar sıradan metalleri altına dönüştürmenin hayalini kurdu. Bilim ise bu hayali tarihe gömüp başka soruların peşinden gitti. Ancak CERN’de yürütülen son deneyler, bu eski rüyaya yeniden hayat verdi. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda gerçekleştirilen yüksek enerjili kurşun çarpışmaları sırasında, kurşun atomlarının altına dönüştüğü tespit edildi.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) işbirliği ekibi tarafından yapılan araştırmada, 2015-2018 yılları arasında gerçekleştirilen ikinci çalıştırma döneminde yaklaşık 86 milyar altın çekirdeği üretildi. Üçüncü çalıştırma döneminde ise bu sayının neredeyse iki katına ulaşıldı.

Dönüşüm sürecinde kurşun çekirdekleri, ışık hızının %99.999993’üne ulaşan bir hızla hareket ediyor. Bu hızda 82 protonlu kurşun çekirdeği, çarpıştırıcıdaki elektromanyetik alanı düzleştirerek foton atımları oluşturuyor. İki kurşun çekirdeği birbirine yeterince yakın geçtiğinde, fotonlarla etkileşim sonucu çekirdek yapısı sarsılıyor ve nötronlar ile protonlar dışarı fırlatılıyor.

Araştırmacılar, ALICE dedektörünün Sıfır Derece Kalorimetre (ZDC) sistemini kullanarak, bir, iki veya üç protonun kopmasıyla oluşan nötronları sayabildi. Bu sayede talyum, cıva ve altın elementlerinin üretimini nicel olarak ölçmeyi başardı.

İşte Kurşunun Altına Dönüşümünün Sırrı



Yüksek hızlı kurşun çekirdekleri birbirlerinin yanından geçerken protonları serbest bırakabilen süreci gösteren bir diyagram. (CERN)

Periyodik tabloda kurşun ve altın arasında sadece birkaç boşluk bulunuyor. Altın 79 protona sahipken, kurşun 82 protona sahip. Dolayısıyla bir kurşun atomundan birkaç proton (ve bazı nötronlar) koparıldığında, geriye bir altın atomu kalıyor.

ALICE sözcüsü Marco van Leeuwen, süreçle ilgili şu açıklamayı yaptı:

“Dedektörlerimizin binlerce parçacık üreten tam cepheden çarpışmaları işleyebilmesi ve aynı zamanda sadece birkaç parçacığın üretildiği çarpışmalara duyarlı olması, nadir elektromanyetik ‘nükleer transmutasyon’ süreçlerinin incelenmesini mümkün kılıyor.”

Ancak üretilen altın miktarı oldukça küçük. İkinci çalıştırma döneminde elde edilen toplam altın miktarı sadece 29 pikogram (trilyon gramın bir bölümü) olarak ölçüldü. Bu miktar bakterilerin ölçüldüğü ölçekte bir değer. Üstelik yüksek hızlı altın çekirdekleri, oluşur oluşmaz çarpıştırıcının duvarlarına çarparak proton, nötron ve elektronlardan oluşan bir yağmura dönüşüyor.



ALICE ekibinden Uliana Dmitrieva, “ALICE ZDC’lerin benzersiz yetenekleri sayesinde, bu analiz LHC’de altın üretiminin imzasını sistematik olarak tespit eden ve inceleyen ilk çalışma oldu,” dedi.

Çalışmanın detayları Physical Review C dergisinde yayımlandı. Yeni araştırma henüz bebek adımları olsa da, elementlerin nasıl oluştuğunu ve elektromanyetik alanların atom çekirdeklerini nasıl manipüle edebildiğini anlamak açısından büyük önem taşıyor.

Kaynak: [Foruma üye olmadığınız sürece forum içeriğindeki bağlantıları görüntüleyemezsiniz. Foruma üye olmak için TIKLAYIN!]