Kurşunu altına dönüştürmek mümkün mü?

Ölümsüzlük, yani zamanı aşan bir varoluş hâli, binlerce yıldır insanlığın en derin arayışlarından biri olmuştur. Kimi zaman dinler bu arzuyu başka bir gerçeklik düzleminde metafizik bir biçimde sunarken, bazı arayışlar fizik ile metafiziği birleştirip ölümsüzlük iksirini yaratmanın ve kurşunu altına dönüştürmenin peşine düşmüştür. Modern kimyanın doğuşuna zemin hazırlayan, mistik yönüyle güçlü bir metafizik içeren simyanın ardındaki tarihe ve bilime birlikte kısa bir göz atalım.

SİMYACILIK

Metalleri dönüştürmek; değersiz, bol bulunan elementleri altın gibi değerli ve nadir olanlara çevirmek, simyanın temel çabasıydı. Simyanın doğuşu Antik Mısır ve Mezopotamya’ya kadar uzanır. Mısır’da Nil Deltası’nın verimli siyah toprağına “khem” denirdi. Bu kelimeden türeyen Arapça “al-khemia”, kara toprakların sanatı ve metalleri dönüştürme bilgisi anlamına geliyordu. Sözcük Batı dillerine “alchemy”, Osmanlıca’ya ise “simya” olarak geçti. Simya, mitostan logosa geçişle şekillenen Antik Yunan’da doğa felsefesiyle iç içe bir yapı kazandı. Yunan doğa filozoflarından Empedokles’e göre tüm maddeler yalnızca dört temel özden oluşuyordu: toprak, su, hava ve ateş. Örneğin hastalıklar, bu dört unsurun bedendeki dengesizliğinden kaynaklanıyordu. Hareketi ve canlılığı sistematik biçimde ilk kez inceleyen Aristoteles, Empedokles’in dört unsur anlayışını geliştirerek yeni bir doğa felsefesi ortaya koydu. Ona göre tüm maddeler, bu dört temel öğenin farklı oranlardaki birleşimlerinden meydana geliyordu. Dolayısıyla bir maddenin içsel nitelikleri (örneğin sıcaklık, kuruluk) değiştirilebilirse, o madde başka bir maddeye dönüştürülebilirdi. Yani kurşun, doğası değiştirilerek altına çevrilebilirdi. Hilomorfizm olarak bilinen bu anlayışta altın ve kurşun aynı maddeye (hyle), fakat farklı formlara (morphe) sahipti. Simyada maddenin özü değil, formu değiştiriliyordu ve bu da ısıtma, damıtma gibi işlemlerle mümkün olabilirdi.

NEWTON VE ARAŞTIRMALARI

Platoncu ve Aristotelesçi felsefeyle şekillenen Orta Çağ’da simya, yalnızca fiziksel bir dönüşüm aracı değil, aynı zamanda ahlaki arınma ve Tanrı’ya yaklaşma yolu olarak algılandı. Maddelerin arınmasıyla ruhun da saflaşabileceğine olan inanç gitgide güçlendi. Mistik filozoflar için simya, evrenin ruhsal yapısını anlamanın ve içsel bilgeliğe ulaşmanın bir yolu haline geldi. Simya laboratuvarı, yalnızca maddelerin değil, insan ruhunun da damıtıldığı kutsal bir mekândı. Modern fiziğin kurucularından Isaac Newton da tutkulu bir simyacıydı. Adi metalleri değerli olanlara çevirmeye takıntılıydı. Amacı, efsanevi felsefe taşını üretmekti. O dönemde yasaklı olan simya disiplinini yıllarca gizlice sürdürdü. Hazırladığı karışımların tadına bakar, eriyen metallerden çıkan gazları solurdu. 1970’lerde Newton’un bir tutam saçı analiz edildi ve saçtaki cıva miktarının olması gerekenden kırk kat fazla olduğu tespit edildi. Belki de hayatının bazı dönemlerinde yaşadığı sinir krizleri, paranoya ve uykusuzluk gibi sorunlar bu metal zehirlenmesinin sonucuydu. Newton’un çalışmalarının yalnızca yaklaşık yüzde onu fizik ve matematik araştırmalarına aitti; asıl saplantısı simya ve teolojiydi.

Peki, Newton gibi en parlak zihinleri bile peşinden sürükleyen bu arayış gerçek olabilir mi? Kurşunu altına dönüştürmek gerçekten mümkün mü? Bu sorunun cevabı, maddenin doğasında yatıyor. Modern bilime göre madde, atomaltı parçacıklardan oluşur. Proton, nötron ve elektron farklı sayılarda bir araya gelerek atomları, atomlar da elementleri oluşturur. Bir elementi başka bir elemente dönüştürmek için, atomun çekirdeğindeki proton sayısını değiştirmek gerekir. İşte simyacıların bilmediği en önemli gerçek buydu: Element dönüşümleri yalnızca atom çekirdeğinde yapılan değişimlerle mümkündür ve bu da ancak nükleer tepkimeler yoluyla gerçekleştirilebilir. Maddeleri eritmek, buharlaştırmak ya da damıtmak atomun proton sayısını değiştirmez. Bu nedenle binlerce yıl boyunca simyacılar, yanlış yöntemler kullanarak kurşunu altına çevirmek için nafile bir şekilde uğraştı, durdu.

Ancak iki hafta önce Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN)’nden, simyacıların hayallerinin gerçeğe dönüştüğüne dair bir haber geldi. CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda protonları çok yüksek enerjilerle çarpıştırarak, Büyük Patlama’dan hemen sonraki koşullar (10 üzeri -12 saniye sonrası) laboratuvar ortamında yeniden yaratılıyor. Böylece evrenin ve maddenin yapısı daha iyi anlaşılabiliyor. Bu deneylerde sadece protonlar değil, belirli zamanlarda kurşun atomları da çarpıştırılıyor. Kurşun çekirdekleri çarpıştığında, çok sayıda proton ve nötron etkileşime girerek “kuark-gluon plazması” adını verdiğimiz maddenin beşinci hâlini oluşturabiliyor. Ancak çekirdekler doğrudan çarpışmaz, yalnızca birbirine çok yakın geçerse —ve yalnızca birkaç nükleon (proton/nötron) etkileşirse— bu duruma “ultra-peripheral” çarpışma deniyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı üzerinde yer alan ALICE deneyi, bu ultra-peripheral çarpışmaları inceledi ve çok ilginç bir keşifte bulundu: Kurşun, altına dönüşüyordu! Kurşun çekirdeğinde 82 proton bulunur. Bu tür bir çarpışma sırasında üç protonun çıkmasıyla, geriye 79 protonlu altın çekirdeği kalıyordu. Çekirdekler birbirine çok yakın geçtiğinde aralarında oluşan güçlü elektromanyetik etkileşim, böyle bir nükleer dönüşümü tetikleyebiliyordu.

Ancak hemen “CERN altın üretiyor!” diye heyecanlanmayın. ALICE deneyi, kurşun-kurşun çarpışmaları sırasında saniyede yaklaşık 89.000 altın çekirdeği üretildiğini ölçtü. 2015–2018 yılları arasında toplamda 86 milyar altın çekirdeği oluştu. Bu da yaklaşık 29 pikogram (trilyonda bir gramın binde biri) altının, üç yılda üretilebildiğini gösteriyor. Elbette bu üretim için harcanan enerji ve maliyet, altının ekonomik değerinden kat kat fazla. Yani günümüz teknolojisiyle parçacık hızlandırıcılarda altın üretimi kesinlikle kârlı bir yöntem değil.

Görünüşe göre modern çağın simyacıları artık deneysel parçacık fizikçileri olmuş. Elbette, değersiz bir şeyi değerliye dönüştürmek için illa parçacık fizikçisi olmaya gerek yok. Hayat da bir tür simya değil mi zaten? Bir formdan diğerine geçip durduğumuz sayısız dönüşüm… Her birimiz aslında kendi simyacımızız. Ve değişimle yarattığımız formun güzelliğini, değerini belirleyen tek şey yine biziz.