Bilim adamları dünyanın en nadide altınının sırlarını keşfetmek için yüksek teknolojili yöntemler kullanıyor
Yazan: MAYA WEI-HAAS
Colorado'nun altın üretiminin zirveye yaklaştığı 1887'de, Gilman Kasabası yakınlarındaki dağ sıçanı altın madeni beklenmedik bir hazine keşfetti: üç fileye bölünmüş halat benzeri bir altın külçe. Bu altın takı 12 cm yüksekliğinde ve yaklaşık 0.23 kg ağırlığındadır ve şimdiye kadar bulunan en nadide altındır.
Ohio'daki Miami Üniversitesi'nden bir mineralog olan John Rakovan şunları söyledi: "Bu gerçekten eşsiz bir ürün ve hiçbir şey onunla kıyaslanamaz." Ancak, bu hazinenin bilimde de bir eksikliği var: kimse ona zarar vermek istemiyor. Veya az miktarda bilinen doğal altın tel numunelerini kesin ve oluşum mekanizmasını bulmak için gerekli testleri yapın. Onlarca yıldır bu altın takılar güzel bir gizem olmuştur.
Şimdi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndaki 0,8 kilometre uzunluğundaki bir parçacık hızlandırıcının yardımıyla, araştırmacılar ilk kez "Ram Boynuzu" adlı bu mükemmel örnek üzerinde derinlemesine bir çalışma yürüttüler. Çalışmanın sonuçları, görünüşte bu düzinelerce ışıltılı altın iplik demetinin aslında ya büyük bir kristal ya da birlikte büyüyen az sayıda kristal olduğunu gösterdi.
Doğal altın tel üzerine yapılan yeni araştırma, hakemli bir dergide henüz yayınlanmadı, ancak jeoloji topluluğu, Los Alamos Laboratuvarı tarafından yakın zamanda yayınlanan bir araştırmaya genel bakış hakkında canlı bir tartışma başlattı. Harvard Müzesi küratörü Raquel Alonso-Perez, mevcut araştırma sonuçlarının ve gelecekte yapılacak yeni araştırmaların, daha verimli madencilik tekniklerini kolaylaştırmak ve altın için yeni kullanımları keşfetmek gibi çok çeşitli etkilere sahip olabileceğini söyledi. "Koç Boynuzu" şu anda Harvard Müzesi'nde korunmaktadır.
Denver Doğa Bilimleri Müzesi jeoloji direktörü James Hagadorn, "Araştırmaları inanılmaz ve araştırma sonuçlarını daha da zenginleştireceklerinden şüphe yok. Aynı araştırmayı örneklerimiz üzerinde yapmayı da düşündük." Denver Doğa Bilimleri Müzesi hazineleri Colorado'daki köstebek madeninden alınan diğer doğal altın tel örnekleri.
Doğal altın ipek örneklerine de ev sahipliği yapan Los Angeles Doğa Tarihi Müzesi'nde maden bilimleri küratörü Aaron Celestian, "Bunlar çok yeni ve çok heyecan verici araştırmalar," diye ekledi.
Altın diş macunu
Madencilik altın, su tarafından aşağıya inerken altın külçelerine çarpan altın külçe resmini andırıyor olabilir. Bununla birlikte, altın doğal olarak ısıtıldığında, mineral bakımından zengin su kaya yarıklarından akar, aynı zamanda şaşırtıcı kristaller haline gelebilir. Bu kristaller uzadıklarında genellikle doğal altın teller olarak adlandırılır.
Hagadorn, "Diş macununun saf altın olması dışında bir tüp diş macunu üzerine basan bir goril gibi," dedi.
Bu pürüzsüz altın tel nispeten yaygın olmasına rağmen, gerçek doğal altın tel oldukça nadirdir. Hagadorn, bu tür altının üst kısımdaki oluktan, sanki altını krema torbasından sıkılmış gibi tanımlanabileceğini, dolayısıyla Doğal Şeritli Altın adını verdiğini söyledi. Rakovan'ın tahminine göre, şu anda bu tür numuneler ürettiği bilinen altın madenlerinin sayısı tek elle sayılabilir.
Koç boynuzu şu anda Harvard Üniversitesi Mineraloji ve Jeoloji Müzesi'nde korunmaktadır. 20. yüzyılın ortalarında, Harvard mezunu Albert C. Burrage'nin miras bıraktığı değerli maden koleksiyonunun bir parçası olarak, Koç Boynuzu bu müzeye gönderildi. Koç boynuzu keşfedildiğinde, değeri ağırlıkça 160 ABD doları idi, bu da bugün 4,500 ABD dolarına eşittir. Rakovan güvenlik nedenlerinden ötürü mevcut değerini açıklamayı reddetti ve yalnızca "çok para" değerinde olduğunu söyledi.
Şubat 2018'de, Tucson'daki yıllık Mineral Takı Fuarı'nda, Alonso-Perez koç boynuzlarını incelemeye olan ilgisini öğrenmek için Rakovan ile iletişime geçti. Rakovan, müzeyi çocukken ziyaret ettiğinde bu pırıl pırıl sergiyi gördüğünü hâlâ hatırlıyor, bu yüzden tereddüt etmedi. O ve ekibi, Ram's Horn'un kristal yapısını deşifre etmek için tahribatsız teknolojiyi kullanmayı umarak Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılarla işbirliği yaptı.
Bununla birlikte, bu aynı zamanda büyük bir zorluk da getiriyor: Massachusetts'ten New Mexico'ya bir dizi güvenlik protokolüne uyması gereken paha biçilmez bir hazineyi taşımak.
Alonso-Perez, "Gerekli politikaları karşılamak için gerekli belgeleri hazırlamak için birkaç ay harcadık," dedi ve nükleer tesislerde araştırma yapmanın yalnızca gerekli belge sayısını artıracağını da sözlerine ekledi. Ancak altın parçası nihayet sorunsuz bir şekilde yolculuğa çıktı.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı Nötron Bilim Merkezi'nde fizikçi olan Sven Vogel, "Bu, hallettiğim veya kurtardığım en değerli şey olabilir" dedi.
Altın ve gümüş
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda araştırma ekibi, koç boynuzlarının örneklerini bombardıman etmek için nötron kullandı. Nötronlar, atomları oluşturan ve altının yüzeyine nüfuz edebilen alt atomlardan biridir. Bu parçacıklar kristal yapıya çarptığında farklı yönlere doğru hareket ederler. Tek kristallerden oluşan örnekler için, dağınık nötronlar genellikle yalnızca birkaç yol boyunca hareket eder. Ne kadar fazla kristal olursa, dağınık nötronların yolu o kadar kaotik ve gözlemlenen sinyal o kadar bulanık olur.
Araştırma ekibinin analizi, koç boynuzlarının göründükleri kadar çok kristal yerine sadece birkaç kristalden oluştuğunu ortaya çıkardı. Araştırma ekibi ayrıca, Kolombiya'dan tek bir sarmal halinde kıvrılmış çok daha küçük bir doğal altın tel örneğini analiz etti ve sonuçlar, bunun da çok az kristalden oluştuğunu gösterdi.
Bu sonuç, doğal gümüş tel ile keskin bir tezat içindedir. Doğal gümüş tel, doğal altın tele benzer, ancak daha yaygındır. Önceki çalışmalarda, araştırmacılar bu gümüş örneklerini kesti ve bunların birbirine bağlı birçok kristal kirişten oluştuğunu buldular.
Doğal altın tel için, araştırmacılar ayrıca emilmiş nötronları araştırdılar ve şaşırtıcı bir gerçek daha buldular: iki doğal altın tel örneği aslında% 30 gümüş içeren altın alaşımlarıdır. Araştırmacılar, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda, tespit için güçlü x-ışınları kullanarak (tıbbi taramalarda kullanılan x ışınlarından 100 kat daha güçlü) başka bir çalışma yürüttüler ve sonuçlar, iki örneğin yoğunluğunun benzer olduğunu ve dolayısıyla oluşturduğunu gösterdi. Malzemeler de benzerdir.
görev tamamlandı
Yeni bulguların ne anlama geldiği tartışılmaya devam ediyor, ancak Jeoloji dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, doğal gümüş telin oluşum mekanizmasını araştıran bazı ipuçları sağlayabilir. Yukarıdaki çalışmada, Rakovan ve başka bir araştırmacı grubu, oluşum mekanizmasını çözmek için gümüş sülfit yoluyla yapay gümüş tel sentezledi. Gümüş madenini eriten madencilerin eritme işlemi sırasında parıldayan teller gördüklerini bildirdikleri 16. yüzyılın başlarında belgelenmiştir. Yeni çalışmada araştırmacılar, gümüş sülfür bloğu üzerinde bir sıcaklık gradyanı oluşturarak yapay gümüş tel sentezlerken benzer bir yöntem kullandılar.
Rakovan, yapay gümüş filamentlerin oluşumunun, süper iyon iletkenliği adı verilen özel bir gümüş sülfür özelliğinden kaynaklandığını açıkladı; bu, sıcaklık gradyanları veya voltaj gradyanlarının yardımıyla gümüş iyonlarının katı kayalardan inanılmaz bir hızla geçeceği anlamına geliyor. . Bu yüksek hızlı gümüş atomları, gümüş sülfit bloğunun yüzeyinde toplanır ve sonunda gümüş telin ucunu yukarı doğru iter. Gümüş sülfür bloğunun dibinde daha fazla gümüş biriktikçe, gümüş iplikler büyümeye devam edecektir. Araştırmacılar sadece yarım saat içinde 0,7 cm uzunluğunda gümüş tel yetiştirmeyi başardılar.
Rakovan, "Gözlerinin önünde büyüyen gümüş teli görebilirsin," dedi.
Araştırmacılar, doğal gümüş telde birbirine bağlı bu kadar çok kristalin olmasının nedeni belki de hız olduğunu düşünüyorlar. Altın daha az reaktiftir ve doğal olarak sülfid oluşturmaz, bu nedenle büyüme hızı çok daha yavaş olabilir ve daha büyük ve daha az kristal oluşturabilir. Rakovan bu süreci bir tuğla duvar yapmakla karşılaştırıyor.
"Bir tuğla duvarı yavaşça inşa ederseniz, düz ve düz bir duvar yaparsınız. Ancak herkes aceleyle tuğlaları aşağıya atıp sonra birbirine yapıştırırsa, duvar Kusurlarla dolu. Esasen, bu kusurlar (kristalin) tane sınırlarıdır "dedi. Gelecekte, araştırmacılar altın ve gümüşü incelemek için yüksek teknoloji yöntemleri kullanacaklar ve bu da bazı cevapların bulunmasına yardımcı olabilir.
Rakovan şunları ekledi: "Son iki yılda, doğal gümüş tel konusundaki bilgimiz, son 400 yılı aştı. Araştırma yöntemlerimiz ve yaratıcılığımız harika."
Alonzo-Perez için, yeni araştırma daha büyük önem taşıyor: "Müze koleksiyonunun misyonunu yerine getirdiğimizi düşünüyorum" dedi.
Müzeler halk eğitiminin önemli bir parçası olsa da, müzeler gelecekteki bilim adamları için insan doğa tarihini korumak için bir hazinedir.Bilim adamları, bir yüzyıldan fazla bir süredir parçacık hızlandırıcıları kullanmak gibi daha hassas testlerle daha karmaşık sorunları çözebilirler. Daha önce altın örneği bulundu.
"Müzenin koleksiyonlarının çoğu sergiler için kullanılıyor ve insanlar buraya ziyarete ve takdir etmeye geliyor" dedi. "Ancak, son tahlilde, müze koleksiyonlarının amacının bilim ve araştırma için kullanmak ve bilimi ilerletmek olduğunu düşünüyorum."
(Çevirmen: Stray Dog)
Kaynak: National Geographic Çin Web Sitesi (Resmi V)
