2000’li yılların başında, bir fizikçi bilim dünyasını tarihe geçecek bir aldatmacayla sarstı. UC Berkeley’den Victor Ninov’un önderliğinde duyurulan bu sözde keşif, 118. elementin laboratuvarda üretildiği iddiasına dayanıyordu. Ancak bu iddia, kısa sürede bilimsel bir skandala dönüştü.
Soğuk Savaş sırasında Amerika Birleşik Devletleri ve Sovyetler Birliği arasında uzay yarışı, nükleer silah yarışı ve son olarak süperağır elementleri keşfetme yarışı vardı. Her iki süper güç, sentezlenmesi doğal koşullarda mümkün olmayan ve yalnızca laboratuvar ortamında var olabilen yeni elementleri keşfetmek için büyük kaynaklar harcadı.
Periyodik tabloyu genişletmek, Ay’a ilk insanı göndermek kadar heyecan verici görünmeyecektir. Ancak bilim insanları için bu yarış en önemlilerinden biriydi. Yeni elementlerin keşfi, uzay mühendisliğinden nükleer reaktörlere kadar pek çok alanda teknolojik gelişmelere kapı açıyordu. Aynı zamanda, keşfi yapanlara uluslararası prestij kazandırıyordu.
Süper Ağır Elementler Yarışı Nasıl Başladı?
Bilim insanları 18. yüzyılın başlarından itibaren yeni elementler keşfetmeye başladılar. Ancak bu süreç, 1940’lı yıllarda büyük bir ivme kazandı. Bunun nedeni, parçacık hızlandırıcı teknolojilerindeki gelişmelerin, periyodik tablonun yedinci satırına kapı aralamasıydı.
Manhattan Projesi’nde görev alan kimyager Glenn Seaborg ve nükleer bilimci Albert Ghiorso’nun öncülüğündeki Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley ekibi, 93 numaralı neptunyumdan başlayarak 106 numaralı seaborgiuma kadar olan elementleri keşfederek bu yarışta açık ara öne geçti. Bu başarı, Berkeley’i süper ağır elementler yarışının en güçlü oyuncusu hâline getirdi.
Fakat 1974 yılına gelindiğinde, Berkeley’in uzun süredir devam eden üstünlüğü sarsılmaya başladı. Almanya’daki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırma Merkezi, 107 numaralı bohriumdan 112 numaralı kopernikyuma kadar olan elementleri keşfederek sahneye güçlü bir giriş yaptı. Aynı zamanda Sovyetler Birliği’ndeki Dubna araştırmacıları, Berkeley’nin eski ortağı olan Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ile güçlerini birleştirerek daha ağır elementleri aramaya başladı.
Bu gelişmelerin gerisinde kalmak istemeyen UC Berkeley, yeniden öne geçmek için bir adım attı. Almanya’daki keşiflerde önemli rol oynayan Bulgar fizikçi Victor Ninov’u ekibine kattı. Ninov, GSI’deki başarıların kilit isimlerinden biriydi. Berkeley, onun uzmanlığı sayesinde element yarışında yeniden avantaj kazanmayı umuyordu.
İlk başta bu yatırım işe yaramış gibi görünüyordu. California ekibine katılmasından yalnızca altı ay sonra, Victor Ninov yalnızca 118 numaralı elementi değil, aynı zamanda 116 ve 114 numaralı elementleri de tespit ettiklerini iddia etti. Ancak Ninov’un bu iddiası, ekip arkadaşlarına fazlasıyla iyi görünüyordu. Ninov, Berkeley’e taşınmadan önce Almanya’da yeni elementlerin keşfi üzerinde çalışmıştı. Ve geriye dönüp bakıldığında gerçekten de öyleydi.
118 numaralı elementi bulma arayışı
Süper ağır elementler (103 protondan fazla olanlar) doğada kendiliğinden oluşmaz. Bu elementler laboratuvar ortamında yapay olarak üretilir. Bunun için, bir elementin çekirdeğini başka bir elemente doğru hızla fırlatarak bu iki çekirdeğin birleşmesi umulur. Örneğin UC Berkeley, 8 protonlu oksijeni, 98 protonlu kaliforniuma çarptırarak 106 protonlu seaborgium elementini üretmişti.
Süper ağır element üretimi oldukça zor, maliyetli ve zaman alan bir süreçtir. Elementlerin proton sayısı arttıkça kararsızlıkları da artar. İki çekirdeğin birleşmesinden çok parçalanması daha olasıdır. Ve birleşme gerçekleştiğinde bile, oluşan yeni element saniyeler içinde radyoaktif olarak parçalanır. Tüm bu zorluklar, 118 gibi yüksek proton sayısına sahip elementlerin keşfini neredeyse imkânsız hale getirir. Bu da bilim insanları için hem teknik hem de sabır gerektiren bir mücadele anlamına gelir.
1990’ların sonlarında Dubna ve Livermore araştırma merkezleri, 114 numaralı elementi elde ettikleri yöntemle 118 numaralı elementi üretmeye çalıştı. UC Berkeley ise bu yöntemi uygulayacak maddi güce ve altyapıya sahip değildi. Bunun yerine farklı bir yol denemek zorunda kaldı. Polonyalı kuramsal fizikçi Robert Smolańczuk’un önerdiği alternatif bir deney fikrine yöneldi.
Smolańczuk’un hipotezine göre, daha kolay erişilebilen kurşun ve kripton elementleri kullanılarak da aynı sonuç elde edilebilirdi. Deney bitiminde, Ninov, Goosy adlı analiz yazılımı üzerinden elde ettiği verileri inceledikten sonra, 118 numaralı elementin oluştuğunu ve bunun 116 ile 114’e bozunduğunu iddia etti.
Berkeley, elde ettiğini iddia ettiği bulguları 1999 yılının Mayıs ayında Physical Review Letters dergisinde yayımladı. Ancak Almanya’daki Darmstadt ekibi, makalede tarif edilen deneyi yeniden yapmayı denediğinde sonuç alamadı. Fransa ve Japonya’daki araştırmacılar da 118 numaralı elementi, hatta 116 veya 114’ü bile oluşturmayı başaramadı.
Tartışmaları sonlandırmak isteyen UC Berkeley, bir yıl sonra deneyi yeniden gerçekleştirdi. Bu girişim de başarısız olunca üniversite, neyin ve ne zaman yanlış gittiğini ortaya koymak amacıyla bir dizi bağımsız soruşturma başlattı.
Her Şey Bir Kandırmaca mıydı?
Deney iki kez daha tekrar edildi. Ancak bu kez verileri Victor Ninov yerine Goosy yazılımını kullanmayı öğrenmiş bir doktora sonrası araştırmacı olan Don Peterson analiz etti. Peterson, önceki sonuçlarda iddia edilen elementleri tespit edemedi.
Bu durum, çalışma arkadaşı Walter Loveland’ın dikkatini çekti. Loveland durumu şöyle özetledi: “Yazılımı kimin kullandığına bağlı olarak — Ninov ya da Don — farklı sonuçlar alıyorduk. Bu kesinlikle doğru olamazdı. O noktada herkese bağırmaya başladım, çünkü ortada gerçekten çok ciddi bir sorun vardı.”
Hikâyenin bu noktasına kadar, Berkeley’deki araştırmacıların hiçbiri bilimsel bir usulsüzlükten şüphelenmemişti. Aksine, yaşananların basit ve dürüst bir hatadan kaynaklandığını düşünüyorlardı. Ancak araştırmacılar, ilk keşfi destekleyen Goosy dosyalarına ulaşınca her şey yavaş yavaş anlam kazanmaya başladı.
İncelenen 200 megabaytlık bir dosyanın, bilgisayarın işlem kapasitesinden çok daha hızlı işlenmiş olması, bazı verilerin analiz tamamlandıktan sonra programa sonradan eklenmiş olabileceğine işaret ediyordu. Bilimsel usulsüzlükle ilgili ayrı bir soruşturmaya tabi tutulan Ninov, suçlamaları reddetti.
118. Element Keşfedildi mi?
Araştırmacılar ikna olmadı. Keşfin tek analisti ve bu bilgiyi ekip arkadaşlarına ileten tek kişi olan Ninov idi. Kendisi hem sahteciliği yapmak hem de tespit etmek için gereken tüm yetkiye sahipti. 2002 yılında suçlu bulundu ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan kovuldu. Bu arada Physical Review Letters, Berkeley’nin makalesini geri çekti.
Skandalın baş aktörü Ninov olsa da, Berkeley ekibinin diğer üyeleri de bu usulsüzlükte kısmen sorumluydu. Gerçekten de araştırmacılar, Ninov’un çalışma arkadaşlarının onun vardığı sonuçları neden kontrol etmeden kabul ettiğini sorguladı.
Belki de UC Berkeley, element yarışını kazanmayı o kadar çok istiyordu ki, bir anlığına akıl yerini duygulara bıraktı. Sahte veriler yalnızca inandırıcı oldukları için değil, aynı zamanda herkes onların gerçek olmasını istediği için kabul edildi.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nın en son onaylanan elementi hâlâ seaborgium. Walter Loveland, Oregon Eyalet Üniversitesi’ne dönerek çalışmalarını burada sürdürdü. Darleane Hoffman ve Jack Gregorich emekli oldu. Element keşfinde en başarılı isim olan Albert Ghiorso ise 2010’da yaşamını yitirdi.
Dubna-Livermore ekibi, Shaughnessy’nin de içinde olduğu kadrosuyla beş elementin keşfiyle tanındı. ,Bunlardan biri, uzun süredir peşinde olunan 118 numaralı elementti. Bu element, ironik bir şekilde, Ghiorso’nun Soğuk Savaş dönemindeki rakibi olan Yuri Oganessian’ın adını aldı: oganesson.
Skandalın başrolündeki Victor Ninov ise hâlen Kaliforniya’da yaşamını sürdürüyor ve araştırma mühendisi olarak çalışıyor.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Karol, Paul & Barber, R.C. & Sherrill, Bradley & Vardaci, Emanuele & Yamazaki, Toshimitsu. (2016). Discovery of the element with atomic number. Z = 118 completing the 7 row of the periodic table. (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 88. 10.1515/pac-2015-0501.
- The element that never was. Yayınlanma tarihi: 10 Haziran 2019. Kaynak site: Chemistry World. Bağlantı: he element that never was
Matematiksel
