علماء يحوّلون الرصاص إلى ذهب بشكل غير متوقع

وعلى الرغم من أن كمية الذهب المتكونة كانت صغيرة للغاية ولم تستمر إلا لفترة قصيرة للغاية، فإن هذا الاكتشاف يمثل خطوة مهمة إلى الأمام في أبحاث الفيزياء النووية الحديثة.

على الرغم من أنه من الممكن إنتاج الذهب بالطرق العلمية ، إلا أن التعدين التجاري يكاد يكون مستحيلاً - صورة: الذكاء الاصطناعي

أعلنت مجموعة من العلماء في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن) للتو عن اكتشاف مذهل: فقد لاحظوا ظاهرة تحول ذرات الرصاص إلى ذرات ذهب في مصادم الهدرونات الكبير (LHC)، وهو أكبر منشأة لأبحاث فيزياء الجسيمات عالية الطاقة في العالم .

ولم تأت النتيجة من الاصطدامات المباشرة، وهي الطريقة المعتادة للبحث في مصادم الهدرونات الكبير، بل من خلال آلية جديدة تماما: التفاعلات التي تكاد تحدث بين النوى الذرية.

عندما تطير نوى الرصاص بجانب بعضها البعض بسرعة تقترب من سرعة الضوء دون أن تصطدم بشكل مباشر، فإنها تخلق مجالات كهرومغناطيسية قوية للغاية، كافية للتسبب في تفاعلات نووية خاصة.

«المجال الكهرومغناطيسي المنبعث من نواة الرصاص قوي جدًا، لأن النواة تحتوي على ما يصل إلى 82 بروتونًا. عند السرعات العالية جدًا في مصادم الهدرونات الكبير، ينضغط هذا المجال على شكل نبضات فوتونية قصيرة، كافية لإحداث اضمحلال كهرومغناطيسي»، وفقًا لبيان صادر عن سيرن.

خلال هذه العملية، يمكن للفوتون أن يتفاعل مع نواة الرصاص، مما يؤدي إلى فقدانها ثلاثة بروتونات، وتحولها إلى ذرة ذهب. وتسمى هذه الظاهرة بالتفكك الكهرومغناطيسي، وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها توثيق أنها تؤدي إلى التكوين الطبيعي للذهب في ظل الظروف المختبرية.

تم تسجيل هذا الإنجاز من قبل مجموعة البحث ALICE (تجربة تصادم الأيونات الكبيرة)، وهي واحدة من أربع تجارب كبيرة في LHC. وباستخدام نظام قياس خاص يسمى مقياس السعرات الحرارية بدرجة الصفر (ZDC)، يستطيع العلماء اكتشاف وحساب تفاعلات الفوتون-النواة النادرة للغاية، وبالتالي تحديد وجود ذرات الذهب، وكذلك ذرات أخرى مثل الثاليوم والزئبق والرصاص.

وقال ماركو فان ليوين، المتحدث باسم مشروع ALICE: "من المدهش أن أجهزتنا قادرة على التمييز بوضوح بين الاصطدامات التي تنتج آلاف الجسيمات والتفاعلات التي تنتج القليل منها فقط، مما يسمح لنا بدراسة ظاهرة "الكيمياء الكهرومغناطيسية" بعمق".

داخل جهاز في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية - الصورة: سيرن

خلال المرحلة الثانية من تشغيل LHC (2015-2018)، تم تشكيل ما يقدر بنحو 86 مليار ذرة ذهب من الاصطدامات بين نوى الرصاص. ومع ذلك، وفقًا لمنظمة سيرن، فإن الكتلة الإجمالية لهذه الكمية من الذهب تبلغ حوالي 29 بيكوجرام فقط (2.9 × 10⁻¹¹ جرام)، وهو أصغر من ذرة الغبار، وتوجد هذه الذرات لفترة وجيزة للغاية، لمدة جزء صغير من الثانية فقط قبل أن تتحلل إلى جزيئات أولية أخرى.

لذلك، ورغم أنه من الممكن إنتاج الذهب بالطرق العلمية، إلا أن التعدين التجاري يكاد يكون مستحيلا.

ومع ذلك، وفقا للباحثين، فإن هذا الاكتشاف ليس رمزيا فقط، بل يساعد أيضا في التحقق من النماذج النظرية للتحلل الكهرومغناطيسي، وهو عامل رئيسي في تحسين أداء LHC ومسرعات الجيل المستقبلي.

إن الفهم الأفضل لآلية الاضمحلال الكهرومغناطيسي ليس له قيمة علمية أساسية فحسب، بل يساعد أيضًا في التنبؤ بخسائر الشعاع والتحكم فيها، وهو عامل مقيد في أداء المسرع.

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-bat-ngo-bien-chi-thanh-vang-20250514100130449.htm