نجح العلم في تحويل الرصاص إلى ذهب

(دان تري) - نجح العلماء في خلق أيونات الذهب من الرصاص، وهي خطوة حديثة نحو تحقيق هدف الخيمياء.

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. إلا أن الاختلاف في عدد البروتونات بين العنصرين (82 للرصاص و79 للذهب) جعل هذا مستحيلاً بالطرق الكيميائية التقليدية.

حقق باحثون في سيرن ذلك بتوجيه حزم من أيونات الرصاص نحو بعضها البعض، بسرعة تقارب سرعة الضوء. في بعض الأحيان، كانت الأيونات تلامس بعضها البعض بدلاً من التصادم 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).

فصلت تجربة أليس في مصادم الهدرونات الكبير هذه الحالات الطافرة عن حطام التصادم الأكبر. في تحليل نُشر في 7 مايو/أيار في مجلة فيزيكال ريفيو، حسب الفريق أنه بين عامي 2015 و2018، أنتجت التصادمات في مصادم الهدرونات الكبير 86 مليار نواة من الذهب، أي ما يعادل حوالي 29 تريليون جزء من الغرام.

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. بل يقولون إن فهم كيفية تغيير الفوتونات للنواة بشكل أفضل سيساعدهم على تحسين أداء مصادم الهدرونات الكبير.

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