Keşif, SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndan Dr. Mungo Frost liderliğindeki uluslararası bir ekibin, Almanya'daki European XFEL tesisinde yaptığı çalışmalar sırasında yaşandı. Aslında bilim insanlarının amacı altınla ilgili bir deney yapmak değildi. Ekip, karbon ve hidrojenden oluşan basit hidrokarbonların, elmas oluşum koşulları altındaki davranışlarını inceliyordu.
Altın, X-ışınlarını iyi emdiği ve numuneyi ısıtmaya yardımcı olduğu için deneyde sadece pasif bir yardımcı malzeme (folyo) olarak kullanılmıştı. Çünkü altının bu aşırı koşullarda bile reaksiyona girmeyeceğine kesin gözüyle bakılıyordu.
Dr. Frost, durumu şu sözlerle özetliyor:
"Bu tamamen beklenmedik bir durumdu. Çünkü altın normalde kimyasal olarak son derece sıkıcı ve tepkisiz bir maddedir. Ancak arka planda sessizce durması gereken metal, bir anda hikayenin başrolü oldu."
Dev elmas presler altını ezdi
Peki bu mucizevi dönüşüm nasıl gerçekleşti? Bilim insanları, minik hidrokarbon örneklerini "elmas örs hücresi" adı verilen ve Dünya yüzeyindeki her şeyden kat kat daha büyük bir basınç uygulayabilen bir cihazın içinde sıkıştırdı.
Basınç: İnç kare başına 5.8 milyon poundun (yaklaşık 400 bin atmosfer) üzerine çıkarıldı.
Sıcaklık: Güçlü X-ışını darbeleriyle örnek yaklaşık 1925°C (3500 Fahrenheit) sıcaklığa kadar ısıtıldı.
Bu ekstrem koşullar altında hidrokarbonlardan ayrışan hidrojen atomları, altının atomik yapısının içine sızdı. X-ışını verileri, altın atomlarının yer değiştirerek yeni ve düzenli bir kristal yapı oluşturduğunu, hidrojenin ise bu yapının boşluklarına yerleşerek katı altın hidrürü meydana getirdiğini kanıtladı.
Gezegenlerin sırrı ve nükleer füzyonun geleceği
Bu keşif sadece kimya kitaplarını değiştirmekle kalmıyor; uzayın derinliklerine ve geleceğin temiz enerji teknolojilerine de ışık tutuyor:
Süperiyonik Hidrojen: Deneyde hidrojen, "süperiyonik devlet" adı verilen garip bir faza geçti. Yani altın atomları katı bir çerçeve olarak sabit kalırken, hidrojen atomları bu çerçevenin içinde adeta bir sıvı gibi özgürce hareket etti.
Dev Gezegenlerin Manyetik Alanları: Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gibi dev gezegenlerin içinde hidrojenin tam da bu şekilde davrandığı düşünülüyor. Altın hidrür, bilim insanlarına bu uzak gezegenlerin iç yapısını ve garip manyetik alanlarını laboratuvarda inceleme fırsatı sunacak.
Füzyon Enerjisi Çalışmaları: Yıldızların enerji üretim mekanizması olan nükleer füzyon teknolojisi, hidrojenin aşırı basınç altındaki davranış modellerine dayanıyor. Bu deney, füzyon simülasyonlarının doğruluğunu test etmek için altın değerinde bir kıyaslama noktası sağladı.
Takılarınız konusunda endişelenmenize gerek yok
Haberin ardından akıllara gelen ilk soruyu da bilim insanları hemen yanıtlıyor: Evdeki altın takılarımıza ne olacak? Endişelenmeye gerek yok; çünkü altın hidrür sadece laboratuvardaki gibi ekstrem "canavarca" koşullarda var olabiliyor. Basınç ve sıcaklık normale döndüğü an, bileşik tekrar ayrışarak bildiğimiz sıradan, parlak ve güvenli altına dönüşüyor. Yani düğün takılarınız veya elektronik cihazlarınızdaki altınlar hala tamamen güvende.
Kimya haritası yeniden çiziliyor
Bu keşif, yüksek basınç kimyasıyla uğraşan bilim insanları için aynı zamanda ciddi bir uyarı niteliğinde. Eğer altın bile bu koşullarda reaksiyona girebiliyorsa, "asla tepkimeye girmez" denilen diğer malzemelerin de ekstrem koşullarda sessiz kalmayacağı anlaşılmış oldu.
Doğa, periyodik cetvelin en bilindik elementleriyle bile bilim dünyasını şaşırtmaya devam ediyor.
