Физики превратили свинец в золото на Большом адронном коллайдере – приблизительно 29 триллионных грамма за 3 года работы

Многовековая мечта алхимиков наконец осуществилась: физики Большого адронного коллайдера (БАК) смогли превратить свинец в золото. Правда, это превращение длилось лишь доли секунды и обошлось в миллиарды долларов (в целом, а не на конкретно эту операцию).

Необычная трансмутация произошла в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) недалеко от Женевы, Швейцария, где многомиллиардный БАК сталкивал ионы свинца для проведения физических экспериментов.

Средневековые алхимики мечтали превратить распространенный свинец в драгоценное золото. Однако разница в количестве протонов между элементами (82 у свинца и 79 у золота) делала такое превращение невозможным химическими методами.

Исследователи ЦЕРН добились успеха, направляя пучки ионов свинца навстречу друг другу со скоростью, близкой к скорости света. Иногда ионы пролетают мимо друг друга, не сталкиваясь напрямую. В этот момент мощное электромагнитное поле вокруг иона создает импульс энергии, заставляющий ядро свинца выбросить три протона – превращая его в ядро золота.

Детектор ALICE на БАК отфильтровал эти редкие случаи трансмутации из общего массива данных. В анализе, опубликованном 7 мая в Physical Review Journals, команда подсчитала, что с 2015 по 2018 годы столкновения в коллайдере создали около 86 миллиардов ядер золота – приблизительно 29 триллионных грамма. Большинство нестабильных, быстро движущихся атомов золота существовало около 1 микросекунды, прежде чем столкнуться с экспериментальным оборудованием или распасться на другие частицы.

Другой ускоритель CERN, SPS, наблюдал превращение свинца в золото еще в 2002-2004 годах, но нынешние эксперименты проводятся при более высоких энергиях, имеют гораздо более высокую вероятность создания золота и обеспечивают более чистые результаты наблюдений.

Ученые CERN не планируют заниматься производством золота как побочным бизнесом, но отмечают, что лучшее понимание того, как фотоны могут изменять атомные ядра, поможет улучшить работу коллайдера.