Протягом багатьох століть алхіміки різних країн намагалися здійснити хризопею — перетворити звичайні метали на золото. Сьогодні ця давня мрія частково здійснилася завдяки сучасній науці: у стінах однієї з найпотужніших лабораторій світу фізики змогли отримати золото зі свинцю, використовуючи Великий адронний колайдер (ВАК) у ЦЕРНі. Проте спосіб, яким це вдалося, розчарував би шукачів легкого багатства.
Про це розповідає ProIT
Механізм трансмутації: як свинець стає золотом
Попри значні хімічні відмінності, свинець і золото розрізняються лише кількістю протонів у ядрі: у свинцю їх 82, у золота — 79. Завдання фізиків — позбутися трьох «зайвих» протонів. Однак витягнути протони з ядра безпосередньо неможливо через надзвичайно міцні ядерні та електромагнітні сили. Єдиний спосіб — змусити іони свинцю зіштовхнутися на колосальних швидкостях, близьких до швидкості світла. Саме таку трансмутацію дослідники здійснили під час експерименту ALICE у ВАК, основною метою якого було відтворення умов раннього Всесвіту та кварк-глюонної плазми.
“Фізики зіштовхували іони свинцю на неймовірних швидкостях. Коли ці важкі іони пролітають один повз одного на близькій відстані, їхні потужні електромагнітні поля взаємодіють з такою інтенсивністю, що здатні «виривати» протони з ядер. Цей процес, відомий як електромагнітна дисоціація, призводить до перетворення вихідного свинцю на інші елементи, такі як талій, ртуть і, власне, золото, залежно від того, скільки саме протонів було втрачено під час катастрофічної взаємодії”.
Результати експерименту та історичний контекст
Експеримент дозволив отримати близько 86 мільярдів ядер золота, однак їхня загальна маса становить лише трильйонні частки грама. Це золото неможливо побачити неозброєним оком чи використати для створення монет: його існування фіксують лише надчутливі прилади, а самі ізотопи неймовірно нестабільні, існують мікросекунди й одразу розпадаються на інші частинки. Для науковців ЦЕРНу це золото стало радше побічним явищем, аніж цінним результатом експерименту.
Спроби штучної трансмутації здійснювалися й раніше. У 1941 році золото вперше отримали з ртуті, проте воно було надзвичайно радіоактивним. У 1980 році нобелівський лауреат Гленн Сіборг та його команда здійснили трансмутацію вісмуту в золото, але процес виявився економічно невиправданим через величезні витрати енергії. У 2002 та 2004 роках у ЦЕРНі вже фіксували трансформацію свинцю в золото, хоча й у значно менших масштабах.
Отже, сучасна наука довела: людство здатне штучно створювати золото, але цей процес надзвичайно енергозатратний, технічно складний і ніколи не зможе вплинути на ринок дорогоцінних металів. Золото, отримане в лабораторних умовах, залишається унікальним науковим досягненням і ще раз підтверджує технічну могутність сучасної фізики.
