Ученые из международной коллаборации ALICE впервые зафиксировали процесс трансформации ядер свинца в золото на Большом адронном коллайдере (БАК). В ходе четырехлетних экспериментов было произведено 86 миллиардов атомов драгоценного металла. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Physical Review C (PRC).
Трансмутация свинца в золото была мечтой средневековых алхимиков, стремившихся к хризопее. Этот интерес мог быть вызван тем, что обычный свинец, имеющий сероватый оттенок и широкое распространение, имеет плотность, близкую к плотности золота.
В рамках нового исследования команда ученых наблюдала, что при столкновениях ядер свинца, разогнанных до 99,999993% скорости света, их мощные электромагнитные поля инициируют фотонно-ядерные взаимодействия. В результате этого из ядра свинца (содержащего 82 протона) выбрасываются три протона, и оно превращается в золото (с 79 протонами). Процесс трансмутации происходит с частотой 89 тысяч раз в секунду, однако полученные атомы моментально распадаются.
Несмотря на то, что исследователи подтвердили теории древних алхимиков, превратить БАК в фабрику по производству золота пока невозможно. Ученые получили лишь 29 триллионных долей грамма металла, что означает, что для получения одного грамма золота потребуется квадриллионы лет непрерывной работы коллайдера.
Работа команды подтвердила модели электромагнитной диссоциации, которые важны для функционирования коллайдеров, а также углубила понимание кварк-глюонной плазмы — состояния материи, существовавшего в ранней Вселенной. Ранее в ЦЕРН был представлен проект нового гигантского коллайдера для исследования загадок Вселенной.