Tego, czego nie udało się dokonać nawet najsłynniejszym alchemikom, udało się dokonać naukowcom pracującym w ramach projektu ALICE w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN. To nie pomyłka: naukowcy wykorzystujący jeden z największych cudów nauki, największy akcelerator cząstek na świecie dokonali swoistej transmutacji jednego pierwiastka w drugi. Jak do tego doszło?
Warto przyjrzeć się szczegółom tego wydarzenia, bo sytuacja nie jest taka prosta, jakby nam się wydawało. Jak powszechnie wiadomo, Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) to urządzenie, które jest w stanie przyspieszać jądra atomów ołowiu do prędkości zbliżonej do prędkości światła, a następnie do zderzania ich ze sobą. W momencie takiego zderzenia naukowcy wykorzystują niezwykle zaawansowane instrumenty do obserwowania odłamków powstałych w takim zderzeniu, zwykle szukając nowych cząstek elementarnych, których nigdy wcześniej nie obserwowaliśmy.
Czytaj także: Chińczycy sprawili, że złoto ma nowe właściwości. Jak udało im się tego dokonać?
Naukowcy wiedzą jednak, że w zderzeniach nieczołowych, ocierające się o siebie jądra atomowe wytwarzają bardzo silne pola elektromagnetyczne, które generują swoisty deszcz wirtualnych fotonów. Owe fotony natomiast mogą znacząco wpływać na zderzające się ze sobą jądra atomowe, odrywając od nich nawet pojedyncze protony. I tutaj właśnie pojawia się swoista okazja.
Kiedy jądro ołowiu składające się z 82 protonów straci w takim zderzeniu trzy protony… mamy złoto (79 protonów).
Zjawisko to zostało wykryte i skwantyfikowane za pomocą specjalistycznych instrumentów zdolnych do wychwytywania subtelnych śladów rzadkich transformacji cząstek w eksperymencie ALICE. Opisywany przypadek to jednak pierwszy raz, kiedy zaobserwowano sygnaturę wskazującą na powstanie złota w wyniku zderzenia jąder ołowiu.
Chociaż ilość wytworzonego złota jest niewielka — mierzona w pikogramach — to jednak fakt jego powstania jest niezaprzeczalny. Naukowcy szacują, że w ramach kampanii prowadzonej między 2015 a 2018 rokiem w zderzeniach powstało około 86 miliardów jąder złota. Dużo, prawda? Otóż nie, bowiem wciąż mówimy o 29 pikogramach złota, co jest ekstremalnie małą ilością. Wychodzi zatem na to, że podczas każdego zderzenia ołowiu z ołowiem powstawało około 89 000 jąder złota na sekundę.
Czytaj także: Magnetar w mgnieniu oka wytworzył złoto warte fortunę. Astronomowie jeszcze nigdy czegoś takiego nie widzieli
Jest tylko jeden istotny problem. Powstały w ten sposób jądra atomów złota istnieją tylko ułamki sekund, bowiem zaraz po powstaniu uderzają w ściany zderzacza i ulegają rozpadowi.
Jednym z kluczowych celów naukowych współpracy ALICE jest badanie plazmy kwarkowo-gluonowej, stanu materii, o którym uważa się, że istniał zaledwie mikrosekundy po Wielkim Wybuchu. Te same zderzenia, które doprowadziły do produkcji złota, pomagają również fizykom zrozumieć tę pierwotną materię i siły, które ukształtowały wczesny wszechświat.
Nie ma co się oszukiwać, LHC prawdopodobnie nie stanie się źródłem komercyjnego złota, eksperyment jednak dowiódł tego, że alchemicy byli blisko prawdy. Da się bowiem dokonać transmutacji jednego pierwiastka w drugi, potrzeba do tego jedynie największego akceleratora cząstek na świecie. Ale to już tylko technikalia.