Мечты алхимиков. В ходе эксперимента в ЦЕРН исследователи смогли превратить свинец в золото

Международная группа исследователей из коллаборации ALICE впервые осуществила измерения процесса трансформации ядер свинца в золото, используя Большой адронный коллайдер (БАК). В течение четырех лет экспериментов было сгенерировано около 86 миллиардов атомов благородного металла. Результаты работы опубликованы в научном журнале Physical Review C (PRC).

Превращение обычного свинца в золото было заветной целью алхимиков средневековья. Этот исторический поиск, называемый хризопеей, возможно, был вдохновлен схожестью плотности серого свинца и драгоценного золота.

В ходе последнего исследования ученые установили, что при столкновениях ядер свинца, разогнанных почти до скорости света (99,999993%), их мощные электромагнитные поля провоцируют фотоядерные реакции. Это ведет к потере трех протонов из ядра свинца (содержащего 82 протона), что и преобразует его в золото (с 79 протонами). Данный процесс происходит с частотой 89 тысяч превращений в секунду, однако образовавшиеся атомы нестабильны и сразу же распадаются.

Иллюстрация ультрапериферического столкновения, в котором два пучка ионов свинца (208Pb) LHC проходят близко друг к другу, не сталкиваясь. В процессе электромагнитной диссоциации фотон, взаимодействуя с ядром, может возбудить колебания его внутренней структуры и вызвать выброс небольшого числа нейтронов (двух) и протонов (трех), оставляя после себя ядро ​​золота (203Au). Источник ЦЕРН

Несмотря на то, что ученые смогли подтвердить возможность осуществления алхимической мечты, БАК нецелесообразно использовать для производства золота. В ходе эксперимента было получено лишь около 29 пикограмм металла. Для получения одного грамма золота потребовались бы квадриллионы лет работы коллайдера.

Это открытие подтверждает теоретические модели электромагнитной диссоциации, важные для функционирования коллайдеров, и способствует более глубокому пониманию кварк-глюонной плазмы – состояния материи, существовавшего в ранней Вселенной.