Атомите на ценния метал обаче са оцелели само за частица от секундата

Мечтата на алхимиците от XVII век е реализирана от физиците в Големия адронен ускорител (LHC), които превърнаха олово в злато — макар и само за частица от секундата и на огромна цена.

Първите химици са мечтали да превърнат изобилното олово в ценно злато. Но разликата в броя на протоните между двата елемента (82 за оловото и 79 за златото) прави това невъзможно чрез химични методи.

В разположения край Женева комплекс на Европейската лаборатория по физика на частиците (ЦЕРН) се намира най-големият и мощен колайдер (ускорител на частици) в света. Цената на построяването му е 13 милиарда долара.

Физиците в ЦЕРН са постигнали целта, като са насочили лъчи от оловни йони един срещу друг с почти скоростта на светлината. Вместо да се сблъскат челно, йоните понякога само се разминават, а при това взаимодействие интензивното електромагнитно поле около един йон създава енергиен импулс под формата на фотони, който кара другото оловно ядро да изхвърли три протона — превръщайки се в златно ядро.

Експериментът, наречен ALICE, е анализирал данни за тези редки случаи на трансмутация, филтрирайки ги от общите остатъци от сблъсъците.

В анализ, публикуван на 7 май в списание Physical Review C, екипът е изчислил, че между 2015 и 2018 г. сблъсъците в LHC са създали 86 милиарда златни ядра — трилиони пъти по-малко от един грам (29 трилионни части от 1 грам).

Повечето от тези нестабилни и бързодвижещи се златни атоми са съществували само около 1 микросекунда, преди да се разбият в експерименталната апаратура или да се разпаднат на други частици.

Злато се образува при всеки сблъсък на оловни лъчи в LHC, но само ALICE разполага с детектор, настроен да открива този процес. Анализът е "първото систематично откриване и анализиране на признаци за производство на злато в LHC", казва Улиана Дмитриева, физик и член на колаборацията ALICE.

Друг ускорител на ЦЕРН — SPS — е наблюдавал подобна трансмутация между 2002 и 2004 г., казва Джиангйонг Джиа, физик в Университета Стоуни Брук, Ню Йорк. Но последните експерименти са при по-високи енергии, с по-голяма вероятност за създаване на злато и по-чисти наблюдения, допълва той.

Изследователите от ЦЕРН нямат намерение да се занимават с производство на злато.

Цената на превръщането на атомите на оловото в златни атоми надхвърля многократно цената на 1 грам от ценния метал. Експериментът обаче е ценен, защото помага за по-доброто разбиране на това как фотоните могат да променят ядрата на атомите. Работата на колайдера също ще се подобри в следствие на това разбиране.

"Разбирането на такива процеси е от съществено значение за контролирането на качеството и стабилността на лъчите", казва Джиа.