Наука успешно превращает свинец в золото

(Дэн Три) - Ученые создали ионы золота из свинца, что стало современной интерпретацией алхимии.

Эксперименты на LHC не производят крупных кусков золота, но некоторые частицы в пучке ионов свинца могут превратиться в золото примерно за микросекунду (Иллюстрация: Getty).

Мечту алхимиков XVII века осуществили физики на Большом адронном коллайдере (БАК), превратив свинец в золото — пусть и за доли секунды и с большими затратами.

Процесс происходит в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), где размещена многомиллиардная установка LHC, способная сталкивать ионы свинца.

Древние химики надеялись превратить распространённый элемент свинец в редкое золото. Однако разница в числе протонов между двумя элементами (82 у свинца и 79 у золота) делала это невозможным с помощью традиционных химических методов.

Исследователи из ЦЕРНа добились этого, направляя пучки ионов свинца друг на друга, движущиеся почти со скоростью света. Иногда ионы просто задевали друг друга, вместо того чтобы сталкиваться лоб в лоб.

Когда это происходит, мощное электромагнитное поле, окружающее ион, может создать импульс энергии, побуждающий ядро ​​свинца испустить три протона и превратить его в золото.

Детектор ALICE в ЦЕРНе (Фото: ЦЕРН).

Эксперимент ALICE на БАК отделил эти мутантные частицы от более крупных фрагментов, образовавшихся в результате столкновений. В анализе, опубликованном 7 мая в журнале Physical Review, группа подсчитала, что в период с 2015 по 2018 год в результате столкновений на БАК было создано 86 миллиардов ядер золота, что эквивалентно примерно 29 триллионным долям грамма.

Большинство этих нестабильных, быстро движущихся атомов золота существуют всего около 1 микросекунды, прежде чем столкнуться с экспериментальным оборудованием или распасться на другие частицы.

Золото создается при столкновении свинцовых пучков в LHC, но ALICE — единственный эксперимент с детекторами, настроенными на регистрацию этого процесса.

«Этот анализ — первый случай, когда признаки производства золота на LHC были экспериментально обнаружены и систематически проанализированы», — сказала Ульяна Дмитриева, физик и участник коллаборации ALICE.

По словам Цзянъюна Цзя, физика из Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке, другой ускоритель ЦЕРН под названием SPS наблюдал превращение свинца в золото в период с 2002 по 2004 год. Однако он добавил, что последние эксперименты на БАК имеют более высокие энергии, гораздо большую способность создавать золото и более четкие наблюдения.

Исследователи ЦЕРНа не планируют добывать золото в качестве побочного продукта. Вместо этого, по их словам, более глубокое понимание того, как фотоны могут изменять ядра, поможет им повысить производительность БАК.

«Понимание таких процессов важно для контроля качества и стабильности пучков ускорителей частиц», — говорит Цзя.

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