Фізики з Європейської організації ядерних досліджень (ЦЕРН) здійснили вперше пряме вимірювання перетворення свинцю на золото, використовуючи дані з Великого адронного колайдеру. Група науковців з колаборації ALICE (A Large Ion Collider Experiment) оголосила про успішну фіксацію цього процесу, який відбувається в умовах високоенергетичних зіткнень іонів свинцю.
Про це розповідає ProIT
Процес перетворення свинцю на золото
Дослідники вказали, що внаслідок надвисоких енергій під час зіткнень ядер свинцю створюється кварк-глюонна плазма — гарячий і щільний стан матерії. Як стверджують вчені, цей стан, ймовірно, існував у Всесвіті незабаром після Великого вибуху, формуючи основу сучасної матерії.
«Надзвичайно високоенергетичні зіткнення ядер свинцю на Великому адронному колайдері можуть створити кварк-глюонну плазму — гарячий і щільний стан матерії, який, як вважають, заповнив Всесвіт приблизно через мільйонну частку секунди після Великого вибуху, давши початок матерії, яку ми тепер знаємо».
Завдяки інтенсивним електромагнітним полям, що виникають під час цих зіткнень, вивільняється потік віртуальних фотонів. Коли ці фотони взаємодіють з ядрами свинцю, останні втрачають частину своїх протонів. Так, ядро свинцю з 82 протонами, втрачаючи три, перетворюється на золото, яке має 79 протонів.
Вимірювання і результати
Науковці провели детальний аналіз побічних продуктів, використовуючи калориметри нульового ступеню ALICE (ZDC). Це дозволило їм ідентифікувати окремі сигнали утворення ядер золота. Результати показують, що у рамках проводимих експериментів колайдер може виробляти ядра золота зі швидкістю приблизно 89 тисяч на секунду. Однак, ці ядра існують лише короткий час, розпадаючись практично миттєво.
«Аналіз ALICE показує, що під час другого запуску LHC (2015–2018 роках) під час чотирьох основних експериментів було створено близько 86 млрд ядер золота. За масою це всього близько 29 пікограм (2,9·10-11 г)».
Експерименти також допомогли дослідникам глибше зрозуміти процеси електромагнітної дисоціації, що має велике значення для прогнозування втрат пучка в прискорювачах. Це питання є критичним для підвищення продуктивності як Великого адронного колайдера, так і майбутніх, ще більш потужних прискорювачів. Знання про те, як і чому частки вилітають з пучка, дозволить ефективніше проектувати і налаштовувати такі системи.