Ученые неожиданно превратили свинец в золото

Хотя количество созданного золота было очень малым и существовало в течение чрезвычайно короткого времени, это открытие знаменует собой важный шаг вперед в современных исследованиях в области ядерной физики.

Хотя золото можно создавать научными методами, его коммерческая добыча практически невозможна. Фото: AI

Как сообщает Space , группа ученых из Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) только что объявила о замечательном открытии: они наблюдали явление превращения атомов свинца в атомы золота на Большом адронном коллайдере (БАК), крупнейшем в мире исследовательском центре физики частиц высоких энергий.

Результат был получен не в результате лобовых столкновений, которые являются обычным методом исследований на LHC, а посредством совершенно нового механизма: околовстречных взаимодействий между атомными ядрами.

Когда ядра свинца пролетают мимо друг друга почти со скоростью света, не сталкиваясь напрямую, они создают чрезвычайно сильные электромагнитные поля, достаточные для того, чтобы вызвать особые ядерные реакции.

«Электромагнитное поле, испускаемое ядром свинца, очень сильное, поскольку ядро содержит до 82 протонов. На чрезвычайно высоких скоростях в LHC это поле сжимается в форму коротких фотонных импульсов, достаточных для того, чтобы вызвать электромагнитный распад», — говорится в заявлении ЦЕРН.

В ходе этого процесса фотон может взаимодействовать с ядром свинца, вызывая его потерю трёх протонов и превращение в атом золота. Это явление называется электромагнитной диссоциацией, и это первый зарегистрированный случай естественного образования золота в лабораторных условиях.

Это достижение было достигнуто командой ALICE (A Large Ion Collider Experiment), одного из четырёх крупнейших экспериментов на БАК. Используя специальную измерительную систему, называемую нуль-градусным калориметром (ZDC), учёные смогли обнаружить и подсчитать чрезвычайно редкие фотон-ядерные взаимодействия, тем самым определив наличие атомов золота, а также других атомов, таких как таллий, ртуть и свинец.

«Удивительно, что наши приборы могут четко различать столкновения, в результате которых образуются тысячи частиц, и взаимодействия, в результате которых образуются лишь немногие, что позволяет нам глубоко изучать явление «электромагнитной алхимии»», — заявил представитель ALICE Марко Ван Леувен.

Внутри машины в Европейской организации ядерных исследований. Фото: ЦЕРН

Во время второго запуска БАК (2015–2018) в результате столкновений ядер свинца было образовано, по оценкам, 86 миллиардов атомов золота. Однако, по данным ЦЕРН, общая масса этого золота составляла всего около 29 пикограммов (2,9 × 10⁻¹¹ грамма), что меньше пылинки, и эти атомы были чрезвычайно короткоживущими, всего доли секунды, прежде чем распасться на другие элементарные частицы.

Поэтому, хотя и возможно создание золота научными методами, его коммерческая добыча практически невозможна.

Однако, по словам исследователей, это открытие не только символично, но и помогает проверить теоретические модели электромагнитного распада, что является ключевым фактором оптимизации производительности LHC и ускорителей будущего поколения.

Более глубокое понимание механизма электромагнитного распада имеет не только фундаментальное научное значение, но и помогает прогнозировать и контролировать потери пучка — фактор, ограничивающий производительность ускорителя.

Вернуться к теме

МИНЬ ХАЙ

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