วิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนตะกั่วให้เป็นทอง

(แดน ทรี) - นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างไอออนทองคำจากตะกั่ว ซึ่งถือเป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อเป้าหมายของการเล่นแร่แปรธาตุ

การทดลอง LHC ไม่ได้ผลิตทองคำเป็นก้อนขนาดใหญ่ แต่บางอนุภาคในลำแสงไอออนตะกั่วสามารถเปลี่ยนเป็นทองคำได้ในเวลาประมาณไมโครวินาที (ภาพถ่าย: Getty)

ความฝันของนักเล่นแร่แปรธาตุในศตวรรษที่ 17 ได้กลายเป็นความจริงโดยนักฟิสิกส์ที่เครื่องเร่งอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) เมื่อพวกเขาเปลี่ยนตะกั่วให้กลายเป็นทอง แม้ว่าจะต้องใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาทีและต้องแลกมาด้วยต้นทุนมหาศาลก็ตาม

กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่องค์กรวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ซึ่งเป็นที่ตั้งของเครื่อง LHC มูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ที่ใช้ชนไอออนตะกั่ว

นักเคมีในสมัยโบราณหวังที่จะเปลี่ยนตะกั่วซึ่งเป็นธาตุที่มีอยู่มากมายให้กลายเป็นทองคำที่หายาก อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างของจำนวนโปรตอนระหว่างธาตุทั้งสอง (ตะกั่วมี 82 และทองคำมี 79) ทำให้วิธีการทางเคมีแบบเดิมไม่สามารถทำได้

นักวิจัยที่ CERN ประสบความสำเร็จในเรื่องนี้โดยเล็งลำแสงไอออนตะกั่วเข้าหากันด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง บางครั้งไอออนเหล่านี้ก็พุ่งผ่านกันแทนที่จะพุ่งชนกันโดยตรง

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังที่อยู่รอบ ๆ ไอออนจะสร้างพลังงานพัลส์ กระตุ้นให้นิวเคลียสตะกั่วที่เข้ามายิงโปรตอนออกมาสามตัว และเปลี่ยนเป็นทองคำ

เครื่องตรวจจับ ALICE ที่ CERN (ภาพถ่าย: CERN)

การทดลอง ALICE ของ LHC แยกกรณีของกลายพันธุ์เหล่านี้ออกจากเศษซากจากการชนที่มีขนาดใหญ่กว่า ในการวิเคราะห์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review เมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม ทีมได้คำนวณว่าระหว่างปี 2015 ถึง 2018 การชนกันที่ LHC ก่อให้เกิดนิวเคลียสทองคำ 86 พันล้านนิวเคลียส หรือประมาณ 29 ล้านล้านส่วนของกรัม

อะตอมทองคำที่เคลื่อนที่เร็วและไม่เสถียรเหล่านี้ส่วนใหญ่คงอยู่เพียงประมาณ 1 ไมโครวินาทีเท่านั้น ก่อนที่จะกระทบกับอุปกรณ์ทดลองหรือแตกเข้าไปในอนุภาคอื่น

ทองจะถูกสร้างขึ้นทุกครั้งที่ลำแสงตะกั่วชนกันที่ LHC แต่ ALICE เป็นเพียงการทดลองเดียวที่มีเครื่องตรวจจับที่ตั้งขึ้นมาเพื่อตรวจจับกระบวนการนี้

“การวิเคราะห์นี้เป็นครั้งแรกที่มีการตรวจพบสัญญาณการผลิตทองคำที่ LHC ในเชิงทดลองและมีการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบ” Uliana Dmitrieva นักฟิสิกส์และสมาชิกของกลุ่มร่วมมือ ALICE กล่าว

เจียงหยง เจีย นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสโตนีบรูคในนิวยอร์ก กล่าวว่า เครื่องเร่งอนุภาค SPS ของ CERN อีกเครื่องหนึ่งได้ตรวจพบว่าตะกั่วเปลี่ยนเป็นทองตั้งแต่ปี 2002 ถึงปี 2004 อย่างไรก็ตาม เขาได้กล่าวเสริมว่า การทดลองล่าสุดที่ LHC มีพลังงานสูงกว่า มีแนวโน้มที่จะผลิตทองได้มากกว่ามาก และมีการสังเกตการณ์ที่ชัดเจนกว่า

นักวิจัยของ CERN ไม่มีแผนจะผลิตทองคำเป็นผลิตภัณฑ์เสริม แต่พวกเขากล่าวว่าการทำความเข้าใจให้ดีขึ้นว่าโฟตอนสามารถเปลี่ยนนิวเคลียสได้อย่างไรจะช่วยให้พวกเขาปรับปรุงประสิทธิภาพของ LHC ได้

“การทำความเข้าใจกระบวนการดังกล่าวถือเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมคุณภาพและเสถียรภาพของลำแสงเครื่องเร่งอนุภาค” เจียกล่าว

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