Протягом століть алхімія була «польотом на Місяць» Середньовіччя. Такі постаті, як Ісаак Ньютон, проводили незліченні години в задимлених лабораторіях у пошуках Філософського каменю — легендарної субстанції, здатної перетворювати базові метали, як-от свинець, на блискуче золото.
З точки зору хімії вони гналися за привидом. Але всередині 27-кілометрового кільця Великого адронного коллайдера (LHC) поблизу Женеви сучасні фізики нарешті втілили цю мрію в реальність
.
Чому саме свинець і золото?
Для алхіміка свинець і золото здавалися «родичами», бо обидва метали надзвичайно важкі. Сьогодні ми знаємо, що ця «важкість» походить від щільності атомного ядра.
- Свинець (Pb): 82 протони
- Золото (Au): 79 протонів
Щоб перетворити свинець на золото, вам не потрібне магічне зілля; потрібно лише «вкрасти» рівно три протони з ядра свинцю. Проблема в тому, що ядерна сила, яка утримує ці протони разом, є однією з найпотужніших сил у Всесвіті.
Експеримент ALICE: космічна машина часу
У CERN експеримент під назвою ALICE (A Large Ion Collider Experiment) зосереджений на відтворенні умов Всесвіту, якими вони були в перші 10 мікросекунд після Великого вибуху.
Для цього вчені розганяють ядра свинцю до швидкості 99,999993% від швидкості світла.
Трюк із «ультрапериферичним» зіткненням
Зазвичай фізики прагнуть, щоб ядра врізалися одне в одне «лоб у лоб» для створення «первісного супу», який називають кварк-глюонною плазмою. Проте золото часто утворюється тоді, коли ядра насправді розминаються.+2
Коли два ядра свинцю пролітають повз одне одного на навколосвітній швидкості, їхні електромагнітні поля стають неймовірно стиснутими. Це створює високоенергетичний імпульс фотонів (частинок світла).+1
- Фотон взаємодіє з ядром свинцю.+2
- Ядро починає вібрувати (осцилювати).
- Енергія настільки висока, що ядро «випльовує» кілька нейтронів і — що найважливіше — три протони.
82 протони (свинець) – 3 протони = 79 протонів (золото).
Чи можна вже починати видобуток у коллайдері?
Перш ніж ви обміняєте свої акції на «золото CERN», є два суттєвих застереження:
- Воно зникає: Золото, отримане в коллайдері, є нестабільним. Воно існує лише частку секунди, після чого розпадається на окремі частинки при ударі об детектори.
- Його кількість мікроскопічна: У період з 2015 по 2018 рік зіткнення в LHC створили близько 86 мільярдів ядер золота. Це звучить солідно, але загалом це становить лише 29 пікограмів.Цікавий факт: Пікограм — це одна трильйонна частина грама. Вам знадобляться трильйони років роботи коллайдера, щоб отримати достатньо золота хоча б для однієї обручки.
Навіщо ми це робимо?
Ми робимо це не задля збагачення. Мета — зрозуміти фундаментальні закони природи. Спостерігаючи за тим, як свинець втрачає протони, стаючи золотом, вчені можуть виміряти силу електромагнітних полів на субатомному рівні та дізнатися, як формувалася матерія в перші миті існування нашого Всесвіту.+1
Алхіміки прагнули багатства; сучасні фізики прагнуть отримати «вихідний код» реальності. Виявляється, останнє має набагато більшу цінність.
Біогенетичне диво
P.S. Якщо ви захоплюєтеся науковою фантастикою, запрошую вас прочитати мою книгу «Біогенетичне диво»
Дякую за увагу, Lumin Hopper
