LHC実験では大きな金の塊は生成されないが、鉛イオンビーム内の一部の粒子は1マイクロ秒程度で金に変わる可能性がある（イラスト：ゲッティ）。
17世紀の錬金術師の夢は、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の物理学者たちによって鉛を金に変えることで実現された。ほんの一瞬で、多大なコストをかけてではあったが。
このプロセスは、鉛イオンを衝突させることができる数十億ドル規模のLHC装置を備えた欧州原子核研究機構（CERN）で行われている。
古代の化学者たちは、豊富な元素である鉛を希少な金に変えたいと考えていました。しかし、両元素の陽子数の違い（鉛は82個、金は79個）により、従来の化学的手法では不可能でした。
CERNの研究者たちは、ほぼ光速で移動する鉛イオンビームを互いに照射することでこれを実現しました。イオンビームは正面衝突するのではなく、擦れ合うこともありました。
これが起こると、イオンを取り囲む強力な電磁場がエネルギーパルスを生成し、入射する鉛の原子核を刺激して3つの陽子を発射させ、金に変化させます。
CERN の ALICE 検出器 (写真: CERN)。
LHCのALICE実験は、これらの変異体をより大きな衝突破片から分離しました。5月7日にPhysical Review誌に掲載された分析結果によると、研究チームは2015年から2018年の間にLHCでの衝突によって860億個の金原子核が生成されたと計算しました。これは約29兆分の1グラムに相当します。
これらの不安定で高速移動する金原子のほとんどは、実験装置に衝突するか他の粒子に分解されるまで、約 1 マイクロ秒しか存在しません。
LHC では鉛ビームが衝突するたびに金が生成されますが、このプロセスを検出するための検出器が設置されている実験は ALICE だけです。
「今回の分析は、LHCでの金生成の兆候が実験的に検出され、体系的に分析された初めての事例です」と、物理学者でALICE共同研究チームのメンバーであるウリアナ・ドミトリエワ氏は述べた。
ニューヨークのストーニーブルック大学の物理学者、ジャンヨン・ジア氏によると、CERNの別の加速器であるSPSは2002年から2004年の間に鉛が金に変わるのを観測した。しかし、同氏は、LHCの最新の実験ではエネルギーがより高く、金を生成する能力がはるかに高く、観測がより鮮明であると付け加えた。
CERNの研究者たちは、副業として金を生産する計画はない。むしろ、光子が原子核をどのように変化させるかをより深く理解することで、LHCの性能向上につながると彼らは述べている。
「このようなプロセスを理解することは、粒子加速器ビームの品質と安定性を制御するために重要です」とジア氏は言う。
出典: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khoa-hoc-thanh-cong-bien-chi-thanh-vang-20250510225039126.htm
コメント (0)