Znanstvenici pretvorili olovo u zlato – doduše, na djelić sekunde u sudarivaču čestica
U Velikom hadronskom sudarivaču čestica LHC u CERN-u detektor čestica ALICE otkrio je da se visokoenergetske jezgre olova nakratko pretvaraju u jezgre atoma zlata. Alkemija nam još nije blizu
Fizičari s kolaboracije ALICE, čija su osnova podaci dobiveni s istoimenog detektora čestica u CERN-ovom Velikom hadronskom sudarivaču (LHC), objavili su u časopisu Physical Review Journals rad koji opisuje pretvaranje olova u zlato. Takav je proces pretvaranja jeftinog u plemeniti i skupi metal bio nedosanjani san srednjovjekovnih alkemičara, koji se sada ostvario – no, na vrlo kratkoj vremenskoj skali i tek na razini atomskih jezgri. Ostvareno je to sudaranjem čestica pri visokim energijama, pri čemu se iz atomskih jezgri mogu izbiti protoni.
"Alkemičari" iz CERN-a
U ovom slučaju kolaboracija ALICE je izmjerila transmutaciju olova u zlato novim mehanizmom, koji uključuje bliske susrete između jezgri olova na LHC-u, pri čemu se one ne sudaraju izravno. Takvi sudari između jezgri olova ekstremno visokih energija mogu stvoriti kvark-gluonsku plazmu, vruće i gusto stanje materije poput onoga koje je vjerojatno ispunjavalo svemir oko milijuntog dijela sekunde nakon Velikog praska. U interakcijama gdje se jezgre samo mimoilaze bez "dodirivanja", intenzivna elektromagnetska polja koja ih okružuju mogu izazvati interakcije foton-foton i foton-jezgra koje otvaraju daljnje puteve istraživanja, pišu znanstvenici.
Vrlo velika brzina kojom se jezgre olova kreću u LHC-ovom sudarivaču (pri 99,999993% brzine svjetlosti) dovodi do toga da se linije elektromagnetskog polja zgnječe, kako kažu, "u palačinku", poprečnu na smjer gibanja, stvarajući kratkotrajni puls fotona. To pak pokreće proces koji se naziva elektromagnetska disocijacija, pri čemu foton koji je u interakciji s jezgrom može pobuditi oscilacije njezine unutarnje strukture te iz nje izbiti mali broj neutrona i protona. Da bi se stvorilo zlato (jezgra sa 79 protona), iz olovne jezgre moraju se ukloniti tri protona.
Tim detektora ALICE otkrio je i izbrojao interakcije koje su rezultirale emisijom nula, jednog, dva i tri protona popraćenih barem jednim neutronom, što je pak povezano s proizvodnjom olova, talija, žive i zlata. LHC trenutačno proizvodi zlato maksimalnom brzinom od oko 89.000 jezgri u sekundi iz sudara jezgri olova. Analiza pokazuje da je na taj način tijekom drugog ciklusa rada LHC-a (2015. - 2018. godine) u njegova četiri glavna eksperimenta stvoreno oko 86 milijardi jezgri zlata. Gledano po masi, to je tek – 29 pikograma (2.9 ×10-11 g). Možda nije mnogo, ali znanstvenike veseli. K tome, jezgre zlata stvorene na taj način stabilne su tek djelić sekunde prije negoli se ponovno raspadnu na elementarne čestice.
