वैज्ञानिकों ने लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में सीसे को सचमुच सोने में बदलते देखा

यह वास्तव में बहुत अधिक सोना नहीं है – केवल एक ग्राम का खरबवाँ हिस्सा। न ही यह बहुत लंबे समय तक रहता है – बस एक सेकंड का अंश। लेकिन यहाँ जो वास्तव में अच्छा है वह यह है कि भौतिकविदों ने सोने के उत्पादन को कैसे मापा: एलिस (ए लार्ज आयन कोलाइडर एक्सपेरिमेंट) डिटेक्टर के जीरो डिग्री कैलोरीमीटर (ZDCs) का उपयोग करके सीसे की परस्पर क्रिया में शामिल न्यूट्रॉन के साथ प्रोटॉन की संख्या की गणना करके। “एलिस जेडडीसी की अद्वितीय क्षमताओं के कारण, वर्तमान विश्लेषण एलएचसी में सोने के उत्पादन के हस्ताक्षर का व्यवस्थित रूप से पता लगाने और उसका विश्लेषण करने वाला पहला विश्लेषण है,” सर्न में एलिस सहयोग की भौतिक विज्ञानी उलियाना दिमित्रिवा बताती हैं। आवर्त सारणी पर, सीसा और सोना बस कुछ ही स्थानों से अलग होते हैं। सोने में 79 प्रोटॉन होते हैं और सीसे में 82, इसलिए आप सीसे के परमाणु से कुछ प्रोटॉन (साथ ही कुछ न्यूट्रॉन) निकाल सकते हैं और अंत में सोने का परमाणु प्राप्त कर सकते हैं।

यह प्रक्रिया क्राइसोपोइया के समान है जिसे कीमियागरों ने आजमाया था, लेकिन व्यावहारिक रूप से, यह इतना सरल नहीं है। आपको एक कण कोलाइडर की आवश्यकता होती है जो कणों को इतनी ऊर्जा तक त्वरित कर सके कि वे खटखटा सकें। संक्षेप में, यह अत्यधिक ऊर्जा-गहन है, और इसके लिए बहुत महंगे, अत्यधिक विशिष्ट उपकरणों की आवश्यकता होती है। यदि आप सोना चाहते हैं, तो प्रयास, लागत और संसाधनों के संदर्भ में यह संभवतः इसे प्राप्त करने का सबसे कम कुशल तरीका है। लेकिन सीसा कण कोलाइडर प्रयोगों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प है, जिसके परिणामस्वरूप उप-उत्पाद के रूप में सोने का बहुत ही संक्षिप्त उत्पादन होता है। एलिस सहयोग ने अब सोने के उत्पादन को सीसे के नाभिकों के एक-दूसरे से टकराने से नहीं, बल्कि बड़े हैड्रॉन कोलाइडर में प्रकाश की गति के 99.999993 प्रतिशत पर उड़ते समय निकट चूक से मापा है। इन गतियों पर, सीसे का नाभिक, अपने 82 आवेशित प्रोटॉन के साथ, कोलाइडर में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को उस दिशा के लंबवत समतल कर देता है जिसमें वह यात्रा कर रहा होता है, जब दो सीसे के नाभिक एक-दूसरे के काफी करीब से गुजरते हैं तो फोटॉन की एक पल्स उत्पन्न होती है।

एक फोटॉन के साथ अंतःक्रिया तब सीसे के नाभिक की आंतरिक संरचना को हिला सकती है, जिससे यह न्यूट्रॉन और प्रोटॉन को बाहर निकाल सकता है। इस प्रक्रिया से केवल सोना ही नहीं निकलता है। न्यूक्लिऑन को हटाने से 123 न्यूट्रॉन और 81 प्रोटॉन वाला थैलियम नाभिक बन सकता है; या 121 न्यूट्रॉन और 80 प्रोटॉन वाला पारा नाभिक। एक, दो या तीन प्रोटॉन वाले ढीले न्यूट्रॉन की गणना करने के लिए एलिस के जेडडीसी का उपयोग करते हुए, सहयोग ने लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के एक ही रन के दौरान तीनों तत्वों के उत्पादन को परिमाणित किया। थैलियम और पारा सोने की तुलना में कहीं अधिक मात्रा में उत्पादित होते हैं, लेकिन बाद वाला वर्तमान में कोलाइडर में एलिस टकराव बिंदु के पास सीसा-सीसा टकराव से लगभग 89,000 नाभिक प्रति सेकंड की अधिकतम दर से उत्पादित होता है। कण त्वरक के दूसरे रन के लिए, उत्पादित सोने की मात्रा नगण्य थी – केवल 29 पिकोग्राम, या एक ग्राम का खरबवाँ हिस्सा। यही वह पैमाना है जिस पर बैक्टीरिया को मापा जाता है। सोने के केवल एक ग्राम में सेक्स्टाइलियन परमाणु होते हैं।

इसके अलावा, तेज़ गति वाले सोने के नाभिक फिर बड़े हैड्रॉन कोलाइडर के किनारों से टकराते हैं और बनते ही प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन की बौछार में बिखर जाते हैं। मध्ययुगीन कीमियागर बहुत निराश होते। लेकिन हम निराश नहीं हैं। यह वास्तव में आकर्षक विज्ञान है। न केवल वैज्ञानिक लगभग प्रकाश की गति से एक दूसरे पर परमाणु फेंक सकते हैं, बल्कि वे यह भी निर्धारित कर सकते हैं कि फेंके जाने के परिणामस्वरूप उन परमाणुओं में क्या परिवर्तन होते हैं। यह हमारे मध्ययुगीन पूर्वजों के सबसे जंगली सपनों से कहीं परे है। एलिस सहयोग के प्रवक्ता, यूट्रेक्ट विश्वविद्यालय के कण भौतिक विज्ञानी मार्को वैन लीउवेन कहते हैं, “यह देखना प्रभावशाली है कि हमारे डिटेक्टर हज़ारों कणों का उत्पादन करने वाली आमने-सामने की टक्करों को संभाल सकते हैं,” “साथ ही वे उन टक्करों के प्रति भी संवेदनशील हैं जहाँ एक समय में केवल कुछ कण उत्पन्न होते हैं, जिससे दुर्लभ विद्युत चुम्बकीय ‘परमाणु रूपांतरण’ प्रक्रियाओं का अध्ययन संभव हो पाता है।” निष्कर्ष फिजिकल रिव्यू सी में प्रकाशित किए गए हैं।

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