LHC'de kurşunun altına dönüşmesi ilk kez tespit edildi

• ALICE iş birliği, CERN'deki LHC'de yüksek enerjili kurşun çekirdeği çarpışmaları yoluyla kurşunun altına dönüşme sürecini nicel olarak ölçtü
• Bu deney, yakın geçişli çarpışmalarda güçlü elektromanyetik alanlar nedeniyle kurşun çekirdeğinden protonların saçıldığını ve bunun sonucunda çok küçük miktarda altın çekirdeği oluştuğunu gösteriyor
• ZDC dedektörü kullanılarak kurşun, talyum, cıva ve altının oluşumu sistematik olarak analiz edildi
• Oluşan altın çekirdekleri çok kısa bir süre varlığını sürdürüyor ve miktarları son derece az olduğundan pratikte mücevher üretimine yetmiyor
• Bu araştırma, elektromanyetik ayrışma teorisini test ediyor ve gelecekte hızlandırıcı performansının iyileştirilmesine katkı sağlayabilecek yeni veriler sunuyor

---

LHC'de ALICE ile kurşun-altın dönüşüm deneyinin önemi

• ALICE iş birliği, CERN'in LHC'sinde yüksek enerjili kurşun çekirdeklerinin yakın geçişli çarpışma deneyleriyle kurşunun çok küçük miktarlarda altına dönüştüğünü deneysel olarak ilk kez sistematik biçimde tespit etti
• Bu çalışma, Orta Çağ simyacılarının kadim hayalinin nükleer fizik açısından gerçekten mümkün olduğunu gösterdi ve yeni bir dönüşüm mekanizmasını ölçtü

Simyanın kadim hayali ve nükleer fizikte ilerleme

• Geleneksel olarak kurşunu değerli metal olan altına çevirmek simyanın hedefiydi, ancak gerçekte bu iki element tamamen farklı kimyasal özelliklere sahiptir
• 20. yüzyılda nükleer tepkimeler kullanılarak ağır elementlerin birbirine dönüştürülebileceği keşfedildi
• Geçmişte yapay olarak altın üretildiğine dair kayıtlar vardı, ancak bu kez kurşun çekirdeklerinin yakın geçişli çarpışmalarında ortaya çıkan yeni bir mekanizma ile gerçekleşen dönüşüm olgusu nicel olarak ölçüldü

LHC'deki kurşun çarpışmaları ve yeni parçacık oluşumu

• LHC'de kurşun çekirdeklerinin yüksek enerjili baş başa çarpışmalarında kuark-gluon plazması oluşur
• Ancak daha sık meydana gelen yakın geçişli çarpışmalarda, çekirdekler fiziksel olarak çarpışmasa bile güçlü elektromanyetik alanlar oluşur
• Bu sırada elektromanyetik ayrışma süreci meydana gelir ve foton-çekirdek etkileşimi nedeniyle iç yapı titreşerek az sayıda nötron ve proton salar
• Altın oluşumu için kurşun çekirdeğinden üç protonun uzaklaştırılması gerekir

ALICE dedektörü ve altın oluşumunun ölçümü

• ALICE deneyinde, foton-çekirdek etkileşimleriyle oluşan çekirdek türlerini ayırt etmek için ZDC (Zero Degree Calorimeter) dedektörü kullanıldı
• Bu yöntemle kurşun, talyum, cıva ve altın çekirdeklerinin üretim miktarı ayrıntılı olarak analiz edildi
• Deney sonuçlarına göre, LHC'nin ALICE çarpışma noktasında saniyede yaklaşık 89.000 altın çekirdeği üretildiği ölçüldü
• Oluşan altın çekirdekleri çok yüksek enerjiyle LHC yapısına çarparak hemen parçalanıyor ve varlık süreleri son derece kısa oluyor

LHC deneyindeki altın üretim miktarı ve anlamı

• LHC Run 2 dönemi (2015~2018) boyunca yaklaşık 86 milyar altın çekirdeğinin üretildiği hesaplandı
• Kütleye çevrildiğinde bu miktar yalnızca 29 pikograma (2.9 ×10^-11 g) karşılık geliyor; yani gerçek bir değerli metal olarak kullanılması mümkün değil
• En güncel Run 3'te altın üretim miktarı yaklaşık iki kat arttı, ancak hâlâ tek bir mücevher parçası bile üretilemeyecek düzeyde
• Böylece Orta Çağ simyasının hayali teknik olarak gerçekleşmiş olsa da, zenginlik getiren bir sonuç olmaktan çok uzak olduğu ortaya çıktı

ALICE sonuçlarının önemi ve gelecekteki uygulamalar

• ALICE'in ZDC'si sayesinde bu analiz, LHC'de altın üretimi sinyalinin sistematik ve deneysel olarak ilk kez tespit edilip ölçüldüğü çalışma oldu
• Bu sonuçlar, elektromanyetik ayrışma teorisinin daha hassas hale getirilmesine katkı sağlıyor; bu teoriler LHC ve gelecekteki hızlandırıcılarda ışın kaybı tahmini gibi pratik alanlarda da önem taşıyor

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• LHC'nin Run 2 dönemi (2015–2018) sırasında dört büyük deneyde yaklaşık 86 milyar altın çekirdeği üretildiği anlaşıldı; bu da kütle olarak yaklaşık 29 pikograma (2.9 ×10^-11 g) denk geliyor. 1 ons üretmek için bunu trilyonlarca kat artırmak gerekir ama simyacıların kadim hayali olan kurşunu altına çevirme işi artık parçacık hızlandırıcılarında yan ürün olarak gerçekleşiyor
  • Hesap yaptım; LHC'nin başabaş noktasına gelmesi için altının ons fiyatının 48 kentilyon dolar olması gerekiyor
  • Ölçek gerçekten akıl almaz; 86 milyar çekirdek sadece 29 pikogram ediyor. 1 gram 10^12 pikogram ve 1 gram altında 10 kentilyon altın çekirdeği var
  • Sonuçta gerçekten Felsefe Taşı'nı ele geçirmişiz gibi hissettiriyor
  • Asıl amaç bu olmadığı için miktar bu kadar; eğer ana hedef altın üretimi olsaydı muhtemelen çok daha fazlası üretilebilirdi
  • nVidia'yı hemen aramak lazım galiba; şirket zaten GPU'lara accelerator entegre ediyor ve Moore Yasası'nın ötesinde gayet iyi ölçekleniyor
  • Durun, bu çekirdeklerin sadece mikrosaniyeler boyunca var olduğunu unutmuşum; yani aslında ölçeklenebilir değil, sadece bir numara
  • Kurşunu altına çevirmenin başka yolları da denenmiş mi merak ediyorum
  • Böyle bombardımanla üretilen altının radyoaktif olduğunu sanıyordum
  • Bunu nükleer silahlarda da yapmışlar mıdır diye merak ediyorum
  • Bunun yeni bir haber olup olmadığını bilmiyorum; sanki bunu uzun zamandır duyuyordum
  • Keşke adına ALICE yerine ALCHEMY deselermiş
  • Karlılık sonuçta zaman meselesi; Uber de yıllarca kâr etmedi. Ölçek ekonomisi sağlanınca beklemek yeter, simya devam edecek, element dönüşümü daha yeni başlıyor
  • Newton bugün yaşasaydı ne düşünürdü diye merak ediyorum
• Bu kez üretilen altın, altın-203 izotopu. Bu izotop radyoaktif ve bir dakika içinde cıva-203'e (o da radyoaktif) bozunuyor. Bizim bildiğimiz altın altın-197 ve kurşundan altın-197'ye dönüşüm de 1980'de zaten gerçekleştirilmişti. Her durumda bu şekilde elde edilen altın miktarı o kadar az ki değerli metal olarak hiçbir özgün değeri yok
• Brookhaven National Lab'de RHIC ile ilgili makaleler üzerinde çalışmıştım; orası LHC ağır iyon programının öncülüydü. O zamanlar RHIC'de altın çarpışmaları yapılıyordu ve bir hakem, daha ucuz bir element olan kurşunla değiştirmenin bütçeyi azaltıp azaltmayacağını sormuştu. Deney ekibinden hiç kimse cevap veremedi. Program boyunca kullanılan altının toplamı 1 miligramı bile bulmamıştı diye hatırlıyorum
  • O zaman kurşuna geçilseydi belki de birkaç miligram daha fazla altın üretmiş olurlardı
• Eğlencesine, LHC ile Alice'ın FCC (15B CHF, altın fiyatı bazında) finansmanını altın üreterek karşılamasının ne kadar süreceğini hesapladım; kusursuz koşullar varsayımıyla tam 185 milyar yıl gerekiyor. Bu evren ise sadece yaklaşık 14 milyar yıllık (burada Hubble tension'ı görmezden geliyorum)
  • Altın üretmenin maliyeti elde edilen değerden fazla olduğu için aslında süre fiilen sonsuz
  • Yani LHC'nin altın arzını sulandıracağından endişe etmeye gerek yok; asıl anlamlı değişken asteroit madenciliği olur
  • Burada sadece altını bugünkü yöntemle üretmeyi hesaba katıyoruz; süreç iyileşirse ne olacağını, büyüme oranı eklense nasıl değişeceğini merak ediyorum
• Teknolojik ilerleme tartışmalarını her dinlediğimde aklımda şu kalıyor: 20. yüzyılın başında da teknolojik zirveye ulaşıldığı söyleniyordu, bugün de ara sıra aynı şey söyleniyor. Ama artık karşılaştığımız sınırın bilgi değil, kaynak ve mühendislik sınırı olduğu hissine kapılıyorum. Simyasal altın dönüşümü gerçekten mümkün hale geldi ama pratik miktarlar üretemiyoruz; nasıl yapılacağını bilmemek değil, verimliliğin çok düşük olması sorun. Malzeme bilimi, kimya ve fizik bize ileride daha fazla pratik bilgi verebilir ama teknolojik gelişmenin bugünkü kadar hızlı olmayacağını düşünüyorum. Şu anda teknolojiye doğrudan uygulanabilecek alanların biyokimya ve biyolojide daha fazla olduğunu düşünüyorum; orada daha yolun çok başındayız. Işıktan hızlı yolculuğu bulamasak bile bedenleri yüzlerce ya da binlerce yıl koruyabilecek şekilde değiştirebilirsek bu aşılması gerekmeyen bir sınır olabilir. Biyolojiyi istediğimiz gibi manipüle etmenin nükleer yayılmadan çok daha tehlikeli olduğunu düşünüyorum. Uzman değilim, sadece kişisel izlenimim
  • Malzeme bilimi ve kimyanın daha en başında olduğumuzu düşünüyorum; aslında hâlâ sadece basit bulk malzemelerin özellikleriyle uğraşıyoruz. Metamalzemeler, moleküler makineler gibi yeni tasarım alanları sonsuz
  • Malzeme bilimi, yeterli teorik çerçeve ve hesaplama gücüne rağmen nano ile mikro ölçeklerde pratik öngörü üretmekte zorlanıyor; büyük ölçüde deneysel ve ampirik yöntemlerle ilerledi. Bu alan matematiksel olarak çözülebilirse sanayi ve IT düzeyinde bir devrim yaşanır. Biyo devrimi için de bu tür hesaplanabilirlik şart. Son dönemde bu konuda küçük ilerlemeler görüyorum ve bu beni çok heyecanlandırıyor
  • Kaynak ve mühendislik sınırına dayandığımızı söylemek için erken; ortada henüz özel bir singularity bile yok, Dyson sphere bile yapamadık, şikâyet etmek için erken bence
  • Asıl mesele bildiğimiz bilgi ve teknolojiyi ne kadar pratiğe dökebildiğimiz. Demokrasinin krizi, bilgisayar işlem gücünün sınırları, platformların kendi kendini aşındırması gibi nedenlerle bir duvara çarpmış hissi var ama pandemi, savaş ve toplumsal kaos olmasaydı bu çağ muhtemelen bilimsel yenilikler çağı olarak hatırlanırdı. Sadece CRISPR ve AI bile bir dönemi temsil etmeye yeter. Genel olarak, pratik alanlarda ani bir yavaşlamaya kesin olarak girdiğimizi söylemek için erken; bu yüzden biraz daha iyimserim
• Fizikçilerin adi metalleri altına dönüştürmeye takıntılı olmasının aslında LHC'nin gerçek amacı olup olmadığını merak ettim; Newton'un da hayatının 30 yılını simyaya adadığı söylenir
  • Bütçe kesintilerinden endişe ediyorsanız, kurşunu altına çevirmek iyi bir çözüm
  • Bu sadece eğlenceli bir olaydı; eskiden beri mümkündü ama çok pahalı olduğu için pratik değildi
  • Simya ve Nobel ödülüyle ilgili eğlenceli bir yazı da var
  • Muhtemelen Anunnaki, büyük ölçekli atmosferik altın toplama projesi için son bir hamle yapıyordur
  • Ars Magna'nın hâlâ canlı olduğunu düşünüyorum; simyacılar kendi dinsel doğa felsefesi kuramlarının köklü biçimde revize edilmesi gerektiğini kabullenebilselerdi modern kimya çağını son derece ilginç bulurlardı
• Rastgele bir soru: Tarihsel olarak kurşun ve altın neden bu kadar bağlantılıydı, simyacılar neden özellikle kurşunu altına çevirmeye odaklandı? Neden demir ya da kuvars değil? Sanırım ikisinin de ağır ve yumuşak olmasıyla ilgili olabilir mi?
  • Dönemin ana teorisi, metallerin yer altında doğal olarak giderek daha üstün metallere dönüştüğü ve son aşamanın altın olduğu yönündeydi. Kurşunu altına dönüştürmeye çalışmak büyüsel düşünce değil, doğayı laboratuvarda yeniden üretmeye dönük rasyonel bir girişimdi
  • Muhtemelen kurşun, sikke sahteciliğinde çok kullanıldığı içindi. Altın kaplamalı kurşun sikkeler yaygındı; ortaçağ filmlerinde altın parayı ısırma sahnesi de bundan. Nihai amaç kurşunu gerçekten dönüştürmekti
  • Haberde de neden belirtiliyor: kurşunun altına benzer şekilde ağır olması ve altının güzelliği ile nadirliği
  • Gerçekte altın kaplama kurşun satılarak insanları kandırdılar ama altının erime noktası farkı yüzünden kusursuz sahtecilik imkânsızdı. Simya atom düzeyinde değil, özellikleri (renk, erime noktası vb.) değiştirme girişimiydi
  • Muhtemelen ağırlık bakımından demirden daha yakın olduğu için akraba sayılıyordu. Gümüşü altına çevirme girişimleri de vardı; belki daha küçük bir değişiklik gerektiği için daha kolay görülüyordu
  • Simyaya meraklı bir arkadaşım farkın sadece üç proton olduğunu söylemişti ama eski simyacıların çekirdek yapısını bilip bilmediğinden emin değilim
  • Simyacılar reçetelerini gizlemeyi severdi; bu yüzden kurşun, altın, cıva gibi adlar çoğu zaman gerçek maddeler için kullanılan birer argo ya da şifreydi. Cabir bin Hayyan (Geber) da metinlerini kendi şifreleriyle yazmıştı. Gerçek sırlar hâlâ sisler içinde
  • Kurşun iyodür görünüş olarak neredeyse altına çok benziyor; bununla ilgisi olabilir
  • Muhtemelen mantık şuydu: “Bunu daha parlak hale getirebilirsek zengin oluruz.” Altın ekonomisi olduğu ve kurşunu altına çevirmeyi başarırlarsa altının kıtlığının ortadan kalkıp fiyatın düşeceği fikrini herhalde düşünmediler
  • Simyanın dini ve aşkın anlamı da çok büyüktü; doğadaki şeylerin adları ve özelliklerinin sembolik anlam taşıdığına inanılıyordu. Metal dönüşümü ruhun dönüşümünü simgeliyordu (kurşun = yozlaşma, altın = ilahi olan). Felsefe Taşı'nın hem ruhu hem maddeyi dönüştürdüğüne inanılıyordu. Bir yandan da ulaşılması zor aristokrat hamileri dolandırmanın yoluydu. Bununla ilgili ilginç bir Reddit yazısı da var
• Sonuçta kurşunu altına çevirmeyi başardık ama pratikte daha verimli ve kazançlı olan şey bir sürü ekran kartı üretip kripto çalıştırmak ve su tüketerek dijital para üretmek oldu; gerçeklik ise sayısız saadet zincirine benzeyen yapılarla sonuçlandı
• Demek ki simyacıların aslında ihtiyaç duyduğu şey dev bir parçacık hızlandırıcıymış; zamanlarının çok ilerisindelermiş
  • Bu, Felsefe Taşı'nın yerin altında bir “halka” biçiminde gömülü olması gerektiğine dair bir ima
  • “Biraz daha büyük bir dönüşüm çemberi lazım” gibi bir şaka; tüm şehri kapsayan bir daire çizip organik maddeyi altına çevirene kadar çalıştırmak gerektiği söyleniyor
• Burada birçok kişi ekonomik hesaplar yapıyor ama gerçekte üretilen altın, yarı ömrü saniyeler mertebesinde olan kararsız bir izotoptu; buna benzer deneyler daha önce de defalarca yapıldı. Ekonomiyi tartışmadan önce, yaklaşık 40 tür içinden var olan tek kararlı izotopu nasıl üreteceğimizi bulmamız gerekiyor