Wielki Zderzacz Hadronów transmutuje ołów w złoto

Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) w CERN-ie dokonał przełomowego odkrycia, rejestrując nowy mechanizm transmutacji ołowiu w złoto. Eksperyment ALICE ujawnił, że podczas bliskiego mijania się atomów ołowiu, intensywne pola elektromagnetyczne mogą prowadzić do interakcji, które skutkują utratą protonów z jąder ołowiu, a tym samym ich przekształceniem w złoto. To odkrycie łączy nowoczesną fizykę z dawnymi marzeniami alchemików o przemianie metali nieszlachetnych w złoto.

Historia transmutacji

Termin chrysopoeia, używany przez alchemików, odnosi się do transmutacji, czyli przemiany ołowiu w złoto. Alchemicy, zauważając podobieństwo gęstości obu metali, przez wieki poszukiwali metod, które pozwoliłyby na zamianę jednego w drugi. Jednak rozwój nauki ujawnił, że ołów i złoto to różne pierwiastki, a ich chemiczne przekształcenie jest niemożliwe. Dopiero w XX wieku odkryto, że pierwiastki mogą zmieniać się w inne poprzez procesy takie jak rozpad radioaktywny czy fuzja jądrowa.

Mechanizm transmutacji w LHC

W eksperymencie ALICE, naukowcy zderzają jądra ołowiu, co prowadzi do powstania plazmy kwarkowo-gluonowej. Interesującym aspektem tych badań są sytuacje, w których jądra mijają się w niewielkiej odległości, co generuje intensywne pola elektromagnetyczne. Ołów, posiadający 82 protony, w LHC jest rozpędzany do 99.999993% prędkości światła, co powoduje, że jego pole elektromagnetyczne ulega ściśnięciu, co z kolei prowadzi do emisji fotonów.

Proces transmutacji

Aby ołów mógł przekształcić się w złoto, jądro ołowiu musi utracić trzy protony. W wyniku interakcji z fotonami, jądra ołowiu mogą tracić protony lub neutrony, co prowadzi do powstawania innych pierwiastków, takich jak tal, rtęć czy złoto. Rzecznik prasowy eksperymentu ALICE, Marco Van Leeuwen, podkreśla, że detektor jest w stanie analizować złożone zderzenia, a jednocześnie wykrywać procesy, w których pojawia się zaledwie kilka cząstek.

Wyniki badań

W badaniach wykorzystano kalorymetry do pomiarów interakcji fotonów z jądrami ołowiu. Okazało się, że złoto powstaje rzadziej niż inne pierwiastki, a maksymalne tempo jego wytwarzania wynosi około 89 000 jąder złota na sekundę. Analiza danych z ALICE wykazała, że w latach 2015-2018 w całym LHC powstało 86 miliardów atomów złota. Mimo imponującej liczby, to zaledwie 29 pikogramów, co pokazuje, że współcześni fizycy, choć skuteczniejsi od alchemików, nie są w stanie produkować złota w ilościach, które mogłyby zaspokoić żądania władców.

Podsumowanie

Odkrycie mechanizmu transmutacji ołowiu w złoto w LHC jest nie tylko naukowym osiągnięciem, ale także fascynującym połączeniem współczesnej fizyki z dawnymi marzeniami alchemików. Choć proces ten jest niezwykle rzadki i nieefektywny, otwiera nowe możliwości badań nad interakcjami jądrowymi oraz właściwościami materii w ekstremalnych warunkach. W miarę jak nauka posuwa się naprzód, z pewnością pojawią się kolejne odkrycia, które mogą zrewolucjonizować nasze rozumienie świata atomów.