科学は鉛を金に変えることに成功した

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（写真：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実現され、鉛を金に変えた。ほんの一瞬で、多大なコストがかかったが。

このプロセスは、鉛イオンを衝突させ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かつて、豊富に存在する元素の鉛を希少な金に変えたいと考えていました。しかし、2 つの元素の陽子数の違い (鉛は 82 個、金は 79 個) により、従来の化学的方法ではこれを実行することは不可能です。

CERN の研究者たちは、ほぼ光速で移動する鉛イオンのビームを互いに照射することでこれを達成しました。時には、これらのイオンは正面衝突するのではなく、互いに擦れ合うこともあります。

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、金に変えるのです。

CERN の ALICE 検出器 (写真: CERN)

LHC の ALICE 実験では、これらの突然変異体をより大きな衝突破片から分離しました。 5月7日にフィジカル・レビュー誌に発表された分析によると、研究チームは、2015年から2018年の間にLHCでの衝突で860億個の金の原子核が生成されたと計算した。これは約29兆分の1グラムに相当する。

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における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年にかけて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、金が生成される可能性がはるかに高く、より鮮明な観測ができると付け加えた。

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、光子がどのように原子核を変化させるかをより深く理解することが、LHC の性能向上に役立つだろうと研究者らは述べている。

「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」と賈氏は述べた。

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