نجح العلم في تحويل الرصاص إلى ذهب

لا تنتج تجارب LHC كتلًا كبيرة من الذهب، ولكن بعض الجسيمات في حزمة أيونات الرصاص يمكن أن تتحول إلى ذهب في حوالي ميكروثانية (الصورة: جيتي).

لقد تحقق حلم الكيميائيين في القرن السابع عشر على يد علماء الفيزياء في مصادم الهدرونات الكبير (LHC) عندما قاموا بتحويل الرصاص إلى ذهب - وإن كان ذلك في جزء من الثانية وبتكلفة باهظة.

وتجري هذه العملية في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن)، التي تضم جهاز LHC الذي تبلغ تكلفته مليارات الدولارات والذي يصطدم بأيونات الرصاص.

كان الكيميائيون القدماء يأملون في تحويل عنصر الرصاص الوفير إلى ذهب نادر. ومع ذلك، فإن الفرق في أعداد البروتونات بين العنصرين (82 للرصاص و79 للذهب) يجعل من المستحيل القيام بذلك بالطرق الكيميائية التقليدية.

نجح الباحثون في سيرن في تحقيق ذلك من خلال توجيه حزم من أيونات الرصاص نحو بعضها البعض، تتحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء. في بعض الأحيان تصطدم هذه الأيونات ببعضها البعض بدلاً من الاصطدام وجهاً لوجه.

عندما يحدث هذا، يمكن للحقل الكهرومغناطيسي القوي المحيط بالأيون أن يخلق نبضة من الطاقة، مما يحفز نواة الرصاص الواردة على إطلاق ثلاثة بروتونات - وتحويلها إلى ذهب.

كاشف أليس في سيرن (الصورة: سيرن).

لقد نجحت تجربة ALICE في LHC في فصل هذه الحالات الطافرة عن الحطام المتصادم الأكبر حجمًا. وفي تحليل نُشر في السابع من مايو/أيار في مجلة Physical Review، حسب الفريق أن الاصطدامات في LHC أنتجت بين عامي 2015 و2018، 86 مليار نواة من الذهب - وهو ما يعادل حوالي 29 تريليون جزء من الجرام.

معظم ذرات الذهب غير المستقرة والسريعة الحركة لا تبقى موجودة إلا لمدة ميكروثانية واحدة قبل اصطدامها بالمعدات التجريبية أو تحطمها إلى جزيئات أخرى.

يتم إنشاء الذهب عندما تصطدم حزم الرصاص في LHC، ولكن ALICE هي التجربة الوحيدة التي تحتوي على أجهزة كشف تم إعدادها لاكتشاف هذه العملية.

وقالت أوليانا دميترييفا، عالمة الفيزياء وعضو فريق ALICE: "هذا التحليل هو المرة الأولى التي يتم فيها الكشف تجريبياً عن علامة إنتاج الذهب في LHC وتحليلها بشكل منهجي".

وبحسب جيانج يونج جيا، وهو فيزيائي بجامعة ستوني بروك في نيويورك، فقد لاحظ مسرع آخر في سيرن يُدعى SPS تحول الرصاص إلى ذهب في الفترة من عام 2002 إلى عام 2004. ومع ذلك، أضاف أن أحدث التجارب في LHC تتمتع بطاقات أعلى، ومن المرجح أن تنتج ذهبًا أكثر بكثير، ولديها ملاحظات أكثر وضوحًا.

لا يخطط باحثو سيرن لإنتاج الذهب كنشاط جانبي. وبدلاً من ذلك، يقولون إن الفهم الأفضل لكيفية قدرة الفوتونات على تغيير النوى سيساعدهم على تحسين أداء LHC.

وأضاف جيا "إن فهم مثل هذه العمليات مهم للتحكم في جودة واستقرار حزم مسرعات الجسيمات".

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khoa-hoc-thanh-cong-bien-chi-thanh-vang-20250510225039126.htm