Ученые неожиданно превратили свинец в золото

Хотя количество созданного золота было очень небольшим и существовало оно крайне недолго, это открытие знаменует собой важный шаг вперед в современных исследованиях в области ядерной физики.

Хотя и возможно создавать золото научными методами, коммерческая добыча практически невозможна - Фото: AI

По данным издания 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 БАК, а посредством совершенно нового механизма: близких 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, излучаемое 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 ЦЕРНа.

В ходе этого процесса фотон может взаимодействовать с ядром свинца, заставляя его терять три протона, превращаясь в атом золота. Это явление называется электромагнитной диссоциацией, и впервые было задокументировано, что оно приводит к естественному образованию золота в лабораторных условиях.

Достижение было зафиксировано исследовательской группой ALICE (A Large Ion Collider Experiment), одного из четырех крупных экспериментов на LHC. Используя специальную измерительную систему, называемую калориметром нулевого градуса (ZDC), ученые могут обнаруживать и подсчитывать чрезвычайно редкие взаимодействия фотонов с ядрами, тем самым определяя присутствие 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 несколько частиц, что позволяет нам глубоко изучать явление «электромагнитной алхимии»», — сказал Марко Ван Леувен, представитель ALICE.

Внутри машины в Европейской организации ядерных исследований. Фото: ЦЕРН

Во время второй фазы работы БАК (2015–2018 гг.) в результате столкновений ядер свинца образовалось около 86 миллиардов атомов золота. Однако, по данным ЦЕРНа, общая масса этого количества золота составляет всего около 29 пикограммов (2,9 × 10⁻¹¹ грамма), что меньше пылинки, и эти атомы существуют крайне недолго, всего лишь крошечную долю 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 не только имеет фундаментальное научное значение, но и помогает прогнозировать и контролировать потери пучка — ограничивающий фактор производительности ускорителя.

Вернуться к теме

МИН ХАЙ

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