Wissenschaftler verwandeln Blei unerwartet in Gold

Obwohl die Menge des entstandenen Goldes sehr gering war und es nur für eine extrem kurze Zeit existierte, stellt die Entdeckung einen wichtigen Fortschritt in der modernen Kernphysikforschung dar.

Obwohl es mit wissenschaftlichen Methoden möglich ist, Gold herzustellen, ist der kommerzielle Abbau nahezu unmöglich – Foto: AI

Laut Space hat eine Gruppe von Wissenschaftlern der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) gerade eine bemerkenswerte Entdeckung bekannt gegeben: Sie haben am Large Hadron Collider (LHC), der weltweit größten Forschungseinrichtung für Hochenergie-Teilchenphysik, das Phänomen der Umwandlung von Bleiatomen in Goldatome beobachtet.

Das Ergebnis war nicht das Ergebnis von Frontalkollisionen, die die übliche Forschungsmethode am LHC sind, sondern eines völlig neuen Mechanismus: Beinahe-Zusammenstöße zwischen Atomkernen.

Wenn Bleikerne mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aneinander vorbeifliegen, ohne direkt zu kollidieren, erzeugen sie extrem starke elektromagnetische Felder, die ausreichen, um spezielle Kernreaktionen auszulösen.

„Das vom Bleikern emittierte elektromagnetische Feld ist sehr stark, da der Kern bis zu 82 Protonen enthält. Bei den extrem hohen Geschwindigkeiten im LHC wird dieses Feld in die Form kurzer Photonenimpulse komprimiert, was ausreicht, um einen elektromagnetischen Zerfall zu verursachen“, heißt es in einer Erklärung des CERN.

Bei diesem Prozess kann ein Photon mit einem Bleikern interagieren, wodurch dieser drei Protonen verliert und sich in ein Goldatom verwandelt. Dieses Phänomen wird als elektromagnetische Dissoziation bezeichnet und ist das erste Mal, dass es unter Laborbedingungen zur natürlichen Bildung von Gold führt.

Diese Leistung gelang dem ALICE-Team (A Large Ion Collider Experiment), einem der vier großen Experimente am LHC. Mithilfe eines speziellen Messsystems, dem Null-Grad-Kalorimeter (ZDC), gelang es den Wissenschaftlern, extrem seltene Photon-Atomkern-Wechselwirkungen zu erfassen und zu zählen. So konnten sie das Vorhandensein von Goldatomen sowie anderer Atome wie Thallium, Quecksilber und Blei nachweisen.

„Es ist erstaunlich, dass unsere Instrumente klar zwischen Kollisionen unterscheiden können, bei denen Tausende von Teilchen entstehen, und Wechselwirkungen, bei denen nur wenige entstehen. So können wir das Phänomen der ‚elektromagnetischen Alchemie‘ eingehend untersuchen“, sagte Marco Van Leeuwen, Sprecher von ALICE.

Im Inneren einer Maschine der Europäischen Organisation für Kernforschung – Foto: CERN

Während des zweiten LHC-Laufs (2015–2018) entstanden durch Kollisionen von Bleikernen schätzungsweise 86 Milliarden Goldatome. Laut CERN betrug die Gesamtmasse dieses Goldes jedoch nur etwa 29 Pikogramm (2,9 × 10⁻¹¹ Gramm) – kleiner als ein Staubkorn. Zudem waren diese Atome extrem kurzlebig und überlebten nur den Bruchteil einer Sekunde, bevor sie in andere Elementarteilchen zerfielen.

Obwohl es möglich ist, Gold mit wissenschaftlichen Methoden herzustellen, ist der kommerzielle Abbau nahezu unmöglich.

Den Forschern zufolge ist diese Entdeckung jedoch nicht nur symbolisch, sondern trägt auch zur Überprüfung theoretischer Modelle des elektromagnetischen Zerfalls bei, einem Schlüsselfaktor bei der Optimierung der Leistung des LHC und Beschleuniger der nächsten Generation.

Ein besseres Verständnis des elektromagnetischen Zerfallsmechanismus ist nicht nur von grundlegendem wissenschaftlichem Wert, sondern hilft auch dabei, Strahlverluste vorherzusagen und zu kontrollieren, einen begrenzenden Faktor für die Beschleunigerleistung.

Zurück zum Thema

MINH HAI

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