Им удалось превратить свинец в золото: вот как стал возможен этот революционный прорыв

На протяжении столетий алхимики пытались найти «философский камень», способный превратить свинец в золото . Наконец, эта трансмутация была осуществлена, хотя и на субатомном уровне и за доли секунды, на Большом адронном коллайдере (БАК) в Европейском центре физики элементарных частиц (ЦЕРН) .

Согласно заявлению учреждения, сделанному в четверг, это явление было достигнуто посредством взаимодействия ядер свинца, пролетающих через коллайдер со скоростью 99,999993% скорости света .

(Подробнее: Разве мы не одиноки? Правда о последних открытиях внеземной жизни .)

Ядро свинца особенно прочное, оно содержит 82 протона , но когда оно приближается к другим ядрам на высоких скоростях и энергиях, образуются фотоны, способные взаимодействовать с этим ядром и выбрасывать три протона, достигая 79, как у ядра золота.

Не всегда « выбрасывается » одинаковое количество фотонов, поэтому в этих процессах также были созданы такие элементы, как таллий (если теряется только один протон) или ртуть (если теряется два), но измерения в Элисе, одной из экспертных зон коллайдера, показывают, что в этих взаимодействиях может быть получено около 89 000 ядер золота в секунду .

Золото в крошечных и мимолетных количествах

ЦЕРН поясняет, что это золото « существует лишь ничтожную долю секунды », а производимые количества « в триллионы раз меньше тех, которые необходимы для изготовления ювелирного изделия ».

(Вы можете прочитать: Молния — загадочное и малоизвестное явление ).

Исследовательский центр, расположенный на окраине Женевы , недалеко от границы с Францией, указывает, что на втором этапе работы БАК (2015-2018 гг.) в четырех экспериментальных зонах БАК должно было быть создано около 86 миллиардов ядер золота, но в сумме это составило бы всего 29 триллионных грамма .

В текущем третьем этапе работы коллайдера (который начался в 2022 году и может завершиться к концу этого года) предполагается, что это количество удвоится, но масштабы по-прежнему остаются микроскопическими.

« Хотя мечта средневековых алхимиков была технически осуществлена, их надежды на богатство снова будут разбиты », — шутят в исследовательском центре, руководители которого отмечают, что эти элементарные превращения представляют скорее экспериментальный, чем экономический интерес.

Удары и трение

Трансмутация свинца и золота на Большом адронном коллайдере происходит не совсем в прямых столкновениях ядер первого из этих металлов, а в более частых взаимодействиях, при которых они « скользят », фактически не соприкасаясь, создавая интенсивные электромагнитные поля, в которых происходят взаимодействия фотонов.

При более прямом столкновении ядра свинца могут превратиться в кварк-глюонную плазму — горячее, плотное состояние материи, которое, как полагают, заполнило Вселенную примерно через миллионную долю секунды после Большого взрыва, дав начало материи, известной нам сегодня.

(Мы рекомендуем: Наука бросает вызов старению: семь рекомендаций эксперта ).

Между II и IV веками нашей эры и вплоть до развития современной химии в XVIII веке алхимики всех времен пытались превратить другие металлы в золото, и свинец был одним из главных кандидатов для этого процесса, называемого «хризопея», из-за его плотности, схожей с плотностью драгоценного металла.

Современная химия ясно показала, что свинец и золото — это отдельные элементы, неспособные к трансмутации, хотя позднее ядерная физика уточнила эту идею, показав, что тяжелые элементы могут быть преобразованы в другие посредством радиоактивного распада или в лабораторных условиях под действием нейтронов или протонов.

ЭФЕ