Gold From Lead: సీసంను బంగారంగా మార్చటం సాధ్యమని నిరూపించిన సెర్న్‌ శాస్త్రవేత్తలు
ఈ వార్తాకథనం ఏంటి
1700ల కాలంలో యోహన్ ఫ్రీడ్రిక్ బట్‌గర్ అనే రసవేదిని (ఆల్కెమిస్ట్) పోలాండ్ రాజు తన ప్రయోగశాలలో బంధించి ఉంచాడు.
అతనికి ఇచ్చిన ఉత్తరం ఒక్కటే.. బంగారాన్ని తయారు చేయాలి. బట్‌గర్ తనకు తెలిసిన అన్ని పద్ధతులను ఉపయోగించి ప్రయత్నించాడు.
అయినా అతనికి బంగారాన్ని తయారుచేయడం సాధ్యపడలేదు. అయితే ఇప్పుడు, దాదాపు 300 ఏళ్ల తర్వాత, శాస్త్రవేత్తలు అతని కలను కొంతవరకైనా నిజం చేశారు.
స్విట్జర్లాండ్‌లోని సీఈఆర్‌ఎన్‌ (CERN) అనే ప్రముఖ శాస్త్రీయ పరిశోధన సంస్థకు చెందిన శాస్త్రవేత్తలు, సీసాన్ని బంగారంగా మార్చడంలో విజయాన్ని సాధించి అందరినీ ఆశ్చర్యపరిచారు.
కానీ ఆ బంగారం కొంతసేపే ఉండడం, ఎక్కువసేపు నిలవకపోవడం మాత్రం నిరాశ కలిగిస్తోంది.
వివరాలు
పరుసవేది కల నిజమవుతుందా?
ఒకప్పుడు పరుసవేది అనే తత్వవాదం ప్రకారం, కేవలం స్పర్శతో ఏ లోహాన్నయినా బంగారంగా మార్చవచ్చని విశ్వసించేవారు.
కానీ ఆ విశ్వాసాలు కేవలం ఊహల్లోనే, పురాణాల పరిమితిలోనే మిగిలిపోయాయి.
అయితే ఇప్పుడు, కొన్ని క్షణాలపాటైనా, సీసాన్ని బంగారంగా మార్చగలగడం సాధ్యమేనని సీఈఆర్‌ఎన్‌ శాస్త్రవేత్తలు నిరూపించారు.
వివరాలు
అలైస్ ప్రయోగం ద్వారా విజయం
ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద, అత్యంత శక్తివంతమైన పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్ అయిన "లార్జ్ హాడ్రన్ కొలైడర్" (LHC) ద్వారా ఈ ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు.
ఈ ప్రయోగానికి 'అలైస్' (A Large Ion Collider Experiment - ALICE) అని పేరు పెట్టారు.
ఇందులో సీసం అయాన్లను కాంతి వేగానికి సమీపంగా ఢీకొనడం ద్వారా, ఆ అణువుల నిర్మాణాన్ని మార్చే ప్రయత్నం చేశారు.
ఫలితంగా, సీసం అణుకేంద్రకం కొన్ని క్షణాలపాటు బంగారం అణుకేంద్రకంగా మారిపోయింది.
వివరాలు
సీసం ఎలా బంగారంగా మారింది?
సీసం అయాన్లు కాంతి వేగంతో ప్రయాణించే సమయంలో, వాటి చుట్టూ అత్యంత శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలు ఏర్పడతాయి.
ఈ పరిస్థితుల్లో, సీసం అణుకేంద్రకం నుంచి మూడు ప్రోటాన్లు బయటకు వచ్చాయి.
సాధారణంగా సీసంలో 82 ప్రోటాన్లు ఉంటాయి. బంగారంలో 79 మాత్రమే ఉంటాయి.
అందువల్ల, ఆ మూడు ప్రోటాన్లు వెలువడగానే, సీసం అణుకేంద్రకం తాత్కాలికంగా బంగారం అణుకేంద్రకంగా మారింది.
ఇది మూలకాల నిర్మాణాన్ని అణు స్థాయిలో మార్చగల శక్తి మనకుంది అనే విషయాన్ని స్పష్టం చేసింది.
వివరాలు
స్వచ్ఛమైన బంగారాన్ని ఎలా తయారుచేస్తారు?
భూమిలోంచి తవ్వి తీయబడే బంగారం మలినాలతో కలిసిఉంటుంది. దీన్ని శుద్ధి చేసేందుకు 'ఎలక్ట్రోలైటిక్ రిఫైనింగ్' వంటి విధానాలను ఉపయోగిస్తారు.
ఈ ప్రక్రియల ద్వారా మలినాలు తొలగిపోయి, 24 క్యారెట్ల స్వచ్ఛమైన (99.99% purity) బంగారం తయారవుతుంది.
శాస్త్రవేత్తలు ఎలా తయారుచేస్తారు?
న్యూక్లియర్ రియాక్షన్లు లేదా హై-ఎనర్జీ పార్టికల్ కొలిజన్ల ద్వారా శాస్త్రవేత్తలు పాదరసం, ప్లాటినం, సీసం వంటి మూలకాల అణు నిర్మాణాలను మార్చి బంగారాన్ని తయారుచేస్తారు.
అయితే, ఈ ప్రక్రియ ద్వారా బంగారం చాలా తక్కువ మొత్తంలో మాత్రమే ఏర్పడుతుంది. ముఖ్యంగా, ఈ ప్రక్రియలు ప్రయోగాల కోసం మాత్రమే ఉపయోగపడతాయి, పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తికి వీలుకాదు.
వివరాలు
ప్రయోగం వాస్తవంగా ఉపయోగపడిందా?
ఈ ప్రయోగం వాణిజ్యపరంగా బంగారం తయారీకి ఉపయోగపడకపోయినా, శాస్త్రీయంగా ఎంతో విలువైన సమాచారాన్ని అందించింది.
బలమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల ప్రభావంతో అణుకేంద్రక నిర్మాణం ఎలా మారుతుందో శాస్త్రవేత్తలు తెలుసుకున్నారు.
ఇది పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్ల పనితీరును మరింతగా అర్థం చేసుకోవడంలో సహాయపడింది.
అంతేకాకుండా, నక్షత్రాలు పేలిపోవటానికి (సూపర్‌నోవాలు), వాటి కుప్పకూలే ప్రక్రియలకు సంబంధించి, గగనతల మార్పులను అర్థం చేసుకోవడానికీ ఈ పరిశోధన ఉపయోగపడుతుంది.
ఒకప్పుడు బట్‌గర్ బంగారం తయారుచేయలేకపోయినా, అతని ప్రయత్నాలు యూరోప్‌లో పోర్సిలిన్ ఆవిష్కరణకు దారితీశాయి.
ఇప్పుడు, అతని కల శతాబ్దాల తర్వాత కొంతసేపైనా నిజమైంది. అది తంత్రంగా కాదు, శాస్త్రవేత్తల పరిశోధనల ద్వారా సాధ్యమైంది.
ఈ ప్రయోగం భవిష్యత్‌లో మరెన్నో కొత్త అవకాశాలకు బీజం వేయవచ్చును.
వివరాలు
860 కోట్ల బంగారం అణుకేంద్రకాలు!
సీఈఆర్‌ఎన్‌ శాస్త్రవేత్తలు జీరో డిగ్రీ కేలరీమీటర్ సాంకేతికంతో, సీసం బంగారంగా మారిన ప్రక్రియను గుర్తించారు, లెక్కించారు.
పాదరసం వంటివాటితో పోలిస్తే బంగారం అణుకేంద్రకాలు తక్కువే ఏర్పడ్డాయి.
అయినా సెకనుకు సుమారు 89,000 బంగారం అణుకేంద్రకాలను తయారు చేయడంలో విజయం సాధించారు.
అయితే ఇవి కేవలం కొన్ని మైక్రోసెకండ్లపాటు మాత్రమే స్థిరంగా ఉన్నాయి. ఆ తర్వాత అవి క్షీణించి ఇతర రూపాల్లోకి మారిపోయాయి.
2015 నుంచి 2018 మధ్యకాలంలో జరిగిన ప్రయోగాల్లో దాదాపు 860 కోట్ల బంగారం అణుకేంద్రకాలు ఏర్పడ్డాయని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు.
వీటి బరువు కేవలం 29 పికోగ్రాములే అయినా, తర్వాతి ప్రయోగాల్లో వాటి సంఖ్య రెట్టింపు అయ్యిందనడం గమనార్హం.
వివరాలు
బంగారం ఎలా తయారవుతుంది?
బంగారం సహజంగా నక్షత్రాలు పేలినపుడు లేదా అయస్కాంత తుఫాన్ల వంటి ఖగోళ ఘటనల సమయంలో పుడుతుంది.
అప్పుడు అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలు, పీడనం వల్ల భారమైన లోహాలు ఏర్పడతాయి.
భూమిలో బంగారం ముఖ్యంగా హైడ్రోథర్మల్ ప్రక్రియల ద్వారా ఏర్పడుతుంది.
వేడి ఖనిజ ద్రవాలు రాళ్ల మధ్య ప్రవహించి, పేరుకుపోయి, క్రమంగా గట్టి బంగారంగా మారతాయి.