Физиците от Големия адронен колайдер (LHC) на ЦЕРН разкриват за първи път прякото измерване на превръщането на оловото в злато по време на сблъсъци на частици с висока енергия.
Това забележително изследване, макар и в мимолетен, субатомен мащаб, бележи съвременното изпълнение на стремежа на древните алхимици към т. нар. хризопоея - превръщането на олово в злато в класическата алхимия.
И макар да не е точно от олово, а от други неблагородни елементи, синтезирането на злато в ускорители на частици или ядрени реактори се прави от средата на миналия век.
Златото е синтезирано от живак чрез неутронно бомбардиране през 1941 г., но получените изотопи на златото са били радиоактивни. През 1980 г. Глен Сиборг трансмутира няколко хиляди атома бисмут в злато в лабораторията "Лорънс Бъркли". Неговата експериментална техника успява да отстрани протони и неутрони от атомите на бисмута.
Трябва да се отбележи обаче, че производствените разходи се оценяват на трилион пъти по-високи от пазарната цена на златото.
Сега, през 2025 г. учените от ЦЕРН , участващи в експеримента ALICE, обявиха, че през предходното десетилетие са използвали Големия адронен колайдер, за да индуцират фотонни емисии при умишлени сблъсъци на ядра на олово-208, превръщайки ги в ядра на злато-203. Общо около 270 милиарда златни ядра са създадени в рамките на три експериментални пакета, което е минимално количество.
"Благодарение на уникалните възможности на калориметъра с нулева степен ZDC (Zero Degree Calorimeters) към детектора ALICE, настоящият анализ е първият, който систематично открива и анализира експериментално признака на производството на злато в LHC", коментира Уляна Дмитриева (Uliana Dmitrieva) от колаборацията ALICE.
Прецизно количествено определяне на процеса
Използвайки мощта на LHC, учените наблюдават тази трансформация и точно определят процеса, протичащ в екстремната среда на сблъскващите се оловни йони.
Иновативният подход на колаборацията ALICE се фокусира върху "близките до разминаване" (near-miss) сблъсъци на оловни ядра, движещи се почти със скоростта на светлината.
"Изключително високоенергийните сблъсъци между оловни ядра в LHC могат да създадат кварк-глуонна плазма - горещо и плътно състояние на материята, за което се смята, че е изпълнило Вселената около една милионна част от секундата след Големия взрив, давайки началото на материята, която познаваме сега", се отбелязва в съобщението за пресата.
Изключително интензивните електромагнитни полета, генерирани по време на тези близки срещи, отприщват поток от виртуални фотони.
Тези фотони могат да взаимодействат с преминаващите оловни ядра, като ги карат да изхвърлят протони. Когато едно оловно ядро (82 протона) изгуби три протона, то се превръща в злато (79 протона).
"Впечатляващо е, че нашите детектори могат да се справят с челни сблъсъци, при които се образуват хиляди частици, като същевременно са чувствителни и към сблъсъци, при които се образуват само няколко частици едновременно, което дава възможност за изучаване на редки електромагнитни процеси на "ядрена трансмутация"", твърди д-р Марко Ван Льовен (Marco Van Leeuwen), говорител на ALICE.
Отличителни признаци на златните ядра
Чрез щателен анализ на страничните продукти от тези взаимодействия с помощта на калориметрите ALICE с нулева степен (ZDC) екипът успя да идентифицира отчетливите признаци на създаваните златни ядра.
Техният анализ показва, че понастоящем LHC произвежда злато с пикова скорост от приблизително 89 000 ядра в секунда по време на сблъсъци на олово и олово в точката на взаимодействие на ALICE.
Въпреки това златото, създадено в този процес, е нетрайно. Високоенергийните златни ядра съществуват само за малка част от секундата, преди да се сблъскат с инфраструктурата на LHC и да се разпаднат.
"Анализът на ALICE показва, че по време на втората фаза на експлоатация на LHC (2015-2018 г.) в четирите основни експеримента са създадени около 86 милиарда златни ядра. По отношение на масата това съответства на едва 29 пикограма (2,9 ×10-11 гр)", се подчертава в прессъобщението.
Бъдещи перспективи
Освен историческия резонанс на постигането на форма на алхимия, това изследване предлага и ценни идеи за работата на ускорителите на частици.
"Резултатите също така проверяват и подобряват теоретичните модели на електромагнитната дисоциация, които, освен за присъщия им интерес към физиката, се използват за разбиране и прогнозиране на загубите на снопове, които са основен ограничител за работата на LHC и бъдещите колайдери", заключава Джон Джоует (John Jowett) от колаборацията ALICE.
Макар че LHC няма да замени златните мини в скоро време, този новаторски експеримент може да осъществи една вековна мечта чрез авангардна наука в бъдеще.
Източник: World’s largest atom smasher turns lead into gold; alchemy’s greatest moment is here,
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
dolivo
Как „зеленото побутване“ стимулира устойчивите избори на хората
helper68
Натурални суперколайдери: Черните дупки могат да се използват ускорители на частици
dolivo
Учени възпроизвеждат сияйното египетско синьо, озарявало гробниците на фараоните
dolivo
Революция в залесяването: Японски дронове с изкуствен интелект засаждат дръвчета 10 пъти по-бързо от хората