Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) araştırmacıları, tarihin en büyük bilimsel hayallerinden birini gerçeğe dönüştürdü. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) gerçekleştirilen son deneylerde, kurşun atomları ilk kez başarıyla altına dönüştürüldü. Her ne kadar elde edilen miktar mikroskobik seviyede olsa da, bu gelişme modern nükleer fizik açısından tarihi bir adım olarak değerlendiriliyor.
Simyadan Bilime Uzanan Yolculuk
Yüzyıllar boyunca simyacılar, kurşunu altına dönüştürmenin yolunu aradı. Ancak kimyanın gelişmesiyle iki elementin birbirinden tamamen farklı atomik yapıya sahip olduğu anlaşıldı ve bu hayal “imkânsız” olarak rafa kaldırıldı. Ta ki CERN’deki bilim insanları, parçacık fiziği sayesinde bu dönüşümü atom düzeyinde mümkün kılana kadar.
ALICE (A Large Ion Collider Experiment) iş birliği kapsamında yürütülen deneylerde, ışık hızına çok yakın (yaklaşık %99,999993) hızlarda hareket eden kurşun çekirdekleri birbirine neredeyse temas edecek şekilde yönlendirildi. Bu sayede, “elektromanyetik ayrışma” adı verilen nadir bir nükleer reaksiyon tetiklendi.
Kurşunun 82 protonluk çekirdeği, bu ultra yüksek hızlarda çok yoğun bir elektromanyetik alan yaratıyor. Bu alanlar, foton darbeleri şeklinde çevredeki çekirdeklere çarparak bazı proton ve nötronların dışarı atılmasına neden oluyor. Altın elde edebilmek için kurşun çekirdeğinden tam üç protonun ayrılması gerekiyor. Bu oldukça düşük ihtimalli bir süreç olsa da, ALICE dedektörleri sayesinde bu dönüşümler başarıyla tespit edildi.
Miktar Az, Etki Büyük
LHC’de 2015-2018 yılları arasındaki 2. çalışma döneminde, yaklaşık 86 milyar altın çekirdeği üretildi. Ancak bu toplam, yalnızca 29 pikogram—yani gramın trilyonda biri kadar bir kütleye karşılık geliyor. 3. çalışma döneminde bu miktar iki katına çıkarıldıysa da, hâlâ gözle görülemeyecek kadar küçük seviyelerde kaldı.
Bu “altın” ise bildiğimiz mücevher altınından oldukça farklı. Oluşturulan atomlar, deney sırasında yalnızca mikrosaniyeler içinde varlıklarını sürdürebildi ve ardından parçalanarak yok oldu. Yani bir servet vaadi yok, ama bilimsel değeri paha biçilemez.
Asıl Kazanım: Nükleer Fizikte Derinleşme
CERN’in bu deneyleri, antik bir hayali gerçekleştirmekten öteye geçerek, elektromanyetik ayrışma süreçlerinin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlıyor. Bu da sadece teorik fizik açısından değil, aynı zamanda parçacık hızlandırıcılarının gelecekte daha verimli çalışabilmesi açısından büyük önem taşıyor.
ALICE sözcüsü Marco Van Leeuwen, “Dedektörlerimiz hem binlerce parçacığın üretildiği çarpışmaları hem de yalnızca birkaç parçacığın oluştuğu olayları algılayabilecek kadar hassas. Bu da bize çok nadir gerçekleşen dönüşüm süreçlerini inceleme imkânı tanıyor,” diyerek çalışmanın önemini vurguladı.
Bir diğer araştırmacı John Jowett ise bu süreçlerin, hızlandırıcılardaki ışın kayıplarını anlamak ve kontrol etmek açısından kritik olduğunu belirtti.