Физики из Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) впервые осуществили прямое измерение превращения свинца в золото, используя данные с Большого адронного коллайдера. Группа ученых из коллаборации ALICE (A Large Ion Collider Experiment) объявила о успешной фиксации этого процесса, который происходит в условиях высокоэнергетических столкновений ионов свинца.
Об этом сообщает ProIT
Процесс превращения свинца в золото
Исследователи указали, что в результате сверхвысоких энергий во время столкновений ядер свинца создается кварк-глюонная плазма — горячее и плотное состояние материи. Как утверждают ученые, это состояние, вероятно, существовало во Вселенной вскоре после Большого взрыва, формируя основу современной материи.
«Чрезвычайно высокоэнергетические столкновения ядер свинца на Большом адронном коллайдере могут создать кварк-глюонную плазму — горячее и плотное состояние материи, которое, как считается, заполнило Вселенную примерно через миллионную долю секунды после Большого взрыва, дав начало материи, которую мы теперь знаем».
Благодаря интенсивным электромагнитным полям, возникающим во время этих столкновений, высвобождается поток виртуальных фотонов. Когда эти фотоны взаимодействуют с ядрами свинца, последние теряют часть своих протонов. Так, ядро свинца с 82 протонами, теряя три, превращается в золото, которое имеет 79 протонов.
Измерения и результаты
Ученые провели детальный анализ побочных продуктов, используя калориметры нулевого уровня ALICE (ZDC). Это позволило им идентифицировать отдельные сигналы образования ядер золота. Результаты показывают, что в рамках проводимых экспериментов коллайдер может производить ядра золота со скоростью примерно 89 тысяч в секунду. Однако эти ядра существуют лишь короткое время, распадаясь практически мгновенно.
«Анализ ALICE показывает, что во время второго запуска LHC (2015–2018 годы) во время четырех основных экспериментов было создано около 86 млрд ядер золота. По массе это всего около 29 пикограмм (2,9·10-11 г)».
Эксперименты также помогли исследователям глубже понять процессы электромагнитной диссоциации, что имеет большое значение для прогнозирования потерь пучка в ускорителях. Этот вопрос является критическим для повышения производительности как Большого адронного коллайдера, так и будущих, еще более мощных ускорителей. Знания о том, как и почему частицы вылетают из пучка, позволят эффективнее проектировать и настраивать такие системы.