Мрією стародавніх алхіміків було перетворити метал на золото. Тоді вважалося, що для цього магічного процесу необхідно створити спеціальний реактив під назвою Філософський камінь. Сучасна наука довела: це справді можливо, але зовсім не так, як уявляли алхіміки. Експеримент ALICE на Великому адронному колайдері у Швейцарії випадково продемонстрував, як ядра свинцю втрачають протони, перетворюючись на золото. Щоправда, кількість «синтезованого» металу настільки мізерна, що його навіть не вистачить для каблучки мурахи — лише 29 трильйонних грама.
Свинець і золото відрізняються лише трьома протонами в ядрі. Щоб «перетворити» один елемент на інший, потрібно вибити зі свинцю зайві частинки. У природі таке перетворення відбувається під час вибуху наднових. Науковці навчилися відтворювати схожий процес на Землі. Для цього фізики розганяють ядра свинцю майже до швидкості світла і зіштовхують їх. Під час таких зіткнень виникають електромагнітні поля неймовірної сили — у мільйон разів потужніші за поля під час блискавок. Така сила буквально «вириває» протони з ядер, перетворюючи свинець на золото, талій або ртуть.
Ядра атомів утримуються ядерною силою, яка діє лише на мікроскопічних відстанях. Щоб подолати її, потрібні екстремальні умови, які імітують стан Всесвіту через мить після Великого вибуху. Саме такі умови створюються в колайдері. Однак навіть там перетворення відбувається рідко: щосекунди виникає лише 89 тис. ядер золота.
Самі ядра золота в детекторах не фіксують. Натомість науковці аналізують кількість вивільнених протонів за допомогою спеціальних датчиків. Якщо ядро свинцю втрачає три протони, воно автоматично стає золотом.
Несправжня алхімія
Насправді для фізиків це радше проблема. «Перероджені» ядра золота змінюють траєкторію пучка в колайдері, зіштовхуються зі стінками прискорювача і зменшують ефективність експериментів. Проте вивчення цього процесу допомагає краще зрозуміти поведінку ядерної матерії в екстремальних умовах — знання, необхідні для майбутніх досліджень у фізиці високих енергій.
На відміну від мрій середньовічних мислителів, сучасний метод ніколи не стане джерелом багатства. Витрати енергії та технологій для отримання мікроскопічних частинок золота невиправдано великі. Але саме цей експеримент показує: перетворення елементів — не магія, а результат глибокого розуміння законів природи.
Отже, колайдер довів: алхімія можлива, але лише як побічний ефект фундаментальних досліджень. І хоч золото зі свинцю створюється, проте його підсумкова «вартість» у мільярди разів перевищує ринкову ціну. Головне ж відкриття тут — не метал, а нові горизонти для науки.
Раніше ми повідомляли про те, як магнетари «подарували» Землі золото та платину.
За матеріалами Space
