Вченим вдалося перетворити свинець на золото
Це не є алхімічним перетворенням у традиційному розумінні, а скоріше ядерною реакцією.
На Великому адронному колайдері (ВАК) вчені, проводячи експеримент ALICE, що вивчає зіткнення важких іонів, зокрема іонів свинцю, досягли унікального результату, який хоч і не є класичною алхімією, але фактично демонструє перетворення одного елемента на інший.
Основна мета експерименту полягає у дослідженні кварк-глюонної плазми, стану матерії, що існував у перші миті після Великого вибуху. Однак, зіштовхуючи іони свинцю на швидкостях, близьких до швидкості світла (а саме 99,999993%), вчені спостерігали розщеплення цих атомів на більш поширені елементи, включаючи золото.
Про це пише T4.
Важливо розуміти, що це не є алхімічним перетворенням у традиційному розумінні, а скоріше ядерною реакцією. Атом свинцю містить 82 протони та близько 126 нейтронів у своєму ядрі, тоді як атом золота має 79 протонів.
Для перетворення свинцю на золото необхідно видалити три протони з ядра кожного атома свинцю. Хоча ВАК не призначений для такого роду “трансмутації”, зіткнення іонів свинцю на екстремальних швидкостях створює умови, за яких сильне електромагнітне поле, що генерується в прискорювачі, може створювати короткі, але надзвичайно потужні імпульси світла.
Саме ці імпульси, як припускають вчені, здатні “відривати” три протони від ядра атома свинцю, перетворюючи його на золото. Унікальність експерименту полягає ще й у тому, що цей процес піддається спостереженню за допомогою детекторів ALICE.
Марко Ван Леувен, представник колаборації ALICE, зазначив, що вражає здатність їхніх детекторів одночасно обробляти як лобові зіткнення, що призводять до утворення тисяч частинок, так і бути чутливими до рідкісних електромагнітних процесів “ядерної трансмутації”, під час яких утворюється лише невелика кількість частинок.
У ході експерименту команда використовувала калориметри нульового градуса (ZDC) детектора для вимірювання взаємодії між високоенергетичним світлом та ядрами іонів свинцю. Вчені фіксували випадки випромінювання нуля, одного, двох та трьох протонів, що супроводжувалося втратою нейтрона. Результати показали утворення не лише свинцю з меншою кількістю нейтронів, а й таких елементів, як талій, ртуть та, власне, золото.
Хоча утворення золота є відносно рідкісною подією, кожне зіткнення все ж призводить до появи близько 89 000 ядер золота за секунду з 174 мільярдів атомів свинцю, що циркулюють у пучку прискорювача.
Однак, не варто очікувати нової “золотої лихоманки” в ЦЕРНі, адже отримана кількість золота є мізерно малою і, що важливо, ці новоутворені атоми золота з високою енергією потрапляють на стінки прискорювача, де згодом розпадаються.
Уляна Дмитрієва з колаборації ALICE підкреслила, що завдяки унікальним можливостям ZDC, цей аналіз є першою експериментальною демонстрацією систематичного виявлення та аналізу ознак утворення золота на ВАК.
Джон Джоветт, також член колаборації ALICE, додав, що отримані результати не лише мають фундаментальний науковий інтерес, але й дозволяють перевірити та вдосконалити теоретичні моделі електромагнітної дисоціації, які використовуються для розуміння та прогнозування втрат пучка, що є одним з основних обмежень продуктивності ВАК та майбутніх поколінь колайдерів.
Детальні результати цього дослідження були опубліковані у науковому журналі Physical Review C.
