В продължение на векове алхимиците мечтаели да превърнат оловото в злато — не с магия, а чрез активиране на скрития потенциал в самите метали. Макар техните методи да не са дали резултат, съвременната наука най-сетне успя.
За първи път учени от Големия адронен ускорител (LHC) към CERN наблюдаваха реална трансмутация на олово в злато — не чрез директни сблъсъци, а чрез изключително рядък контакт между атомни ядра.
LHC е проектиран да ускорява частици почти до скоростта на светлината. Сблъсъците между тези частици позволяват на учените да изучават основните градивни елементи на материята и да изследват структурата на Вселената в най-малък мащаб. Макар че жизненоважна информация се извлича от фронталните сблъсъци, повечето срещи в ускорителя са индиректни. При тези „близки преминавания“ частиците минават една до друга без директен контакт, но генерират толкова мощни електромагнитни полета, че могат да предизвикат неочаквани ядрени реакции.
„Електромагнитното поле, излъчвано от ядро на олово, е особено силно, тъй като ядрото съдържа 82 протона, всеки с единичен елементарен заряд“, обясняват от Европейската организация за ядрени изследвания (CERN).
„Освен това, изключително високата скорост, с която се движат ядрата на оловото в LHC (99.999993% от скоростта на светлината), кара електромагнитните силови линии да се „сплескат“ в тънка ‘палачинка’ перпендикулярно на посоката на движение, създавайки краткотраен импулс от фотони“, добавят те.
Този импулс може да задейства процес, известен като електромагнитна дисоциация — при него фотон взаимодейства с ядро, предизвиквайки вътрешни колебания, които водят до изхвърляне на неутрони и фотони. В случая с оловен атом, загубата на три протона води до образуването на злато.
„Впечатляващо е, че нашите детектори могат да обработват както фронтални сблъсъци, генериращи хиляди частици, така и такива, при които се създават само няколко, позволявайки ни да изследваме електромагнитната ‘ядрена трансмутация’“, казва Марко ван Леувен, говорител на проекта ALICE (A Large Ion Collider Experiment), отговорен за новите резултати.
„Това е първото систематично експериментално наблюдение и анализ на сигналите за производство на злато в LHC“, допълва Улиана Дмитриева от сътрудничеството ALICE.
Екипът е успял да идентифицира загуба на протони, свързана не само с образуването на злато, но и с производството на олово, талий и живак. Анализът е направен възможен чрез устройство, наречено калориметър за нулеви градуси (ZDC), което открива и отчита фотон-ядрени взаимодействия чрез измерване на отделените частици.
Екипът съобщава, че LHC може да произвежда до 89 000 златни ядра в секунда при сблъсъци олово-олово. „Анализът на ALICE показва, че по време на втората работна сесия на LHC (2015–2018) са създадени около 86 милиарда златни ядра в рамките на четирите основни експеримента“, съобщават от CERN.
Въпреки това, съвременните алхимици, които се надяват да забогатеят, вероятно ще останат разочаровани. Това количество съответства на едва 29 пикограма (2.9 × 10^-11 грама) материал, а златните атоми са изключително краткотрайни. Те са толкова енергийно заредени, че моментално се сблъскват с части от LHC, като тръби или колиматори, и се разпадат почти незабавно на протони, неутрони и други частици. В резултат, златото съществува за нищожна част от секундата.
„Резултатите тестват и подобряват теоретичните модели за електромагнитна дисоциация, които освен чисто научния си интерес, се използват и за разбиране и предсказване на загуби на снопа — един от основните лимити за ефективността на LHC и бъдещите ускорители“, заключава Джон Джоует, също от сътрудничеството ALICE.
Източник: https://www.space.com
