БАК превращает свинец в золото: сбылась мечта алхимиков — но с подвохом

🧪 Алхимия XXI века: золото из свинца стало реальностью?

Превратить свинец в золото — вековая мечта алхимиков, вдохновленная внешним сходством этих элементов. Сегодня, спустя столетия, физики из CERN сделали невозможное возможным: в рамках эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере (LHC) произошло ядерное превращение свинца в золото. Но перед тем как радоваться, стоит узнать детали…

---

⚛️ Как это работает: коллайдер, фотоны и атомы на грани столкновения

Когда два ядра свинца на околосветовой скорости проходят мимо друг друга на LHC, они не сталкиваются напрямую, но создают мощнейшие электромагнитные поля. Эти поля настолько интенсивны, что могут «выбить» протоны из атомных ядер, изменяя элемент на другой.

Чтобы из свинца (82 протона) получился золото (79 протонов), нужно «удалить» три протона. Именно такие события и зафиксировал детектор ALICE с помощью нулевых калориметров (ZDC), способных различать даже единичные частицы в потоке.

📊 Факты:

• Количество атомов золота, образующихся в секунду: до 89 000
• Общее число ядер золота за период Run 2 (2015–2018): 86 миллиардов
• Масса полученного золота: 29 пикограммов (0.000000000029 грамма)
• Требуется удалить 3 протона из ядра свинца для создания золота
• Скорость частиц: 99.999993% от скорости света

---

💡 Почему это важно: наука, а не ювелирное дело

Хотя количество золота мизерно и вряд ли хватит даже на пылинку серьги, открытие имеет огромное научное значение. Во-первых, оно подтверждает модели электромагнитной диссоциации — процесса, важного не только для ядерной физики, но и для оптимизации работы самого коллайдера. Во-вторых, это помогает лучше понять, как материя вела себя в первые моменты после Большого взрыва.

🧠 «Впечатляет, что наш детектор способен фиксировать как тысячи частиц в лобовых столкновениях, так и единичные — при ядерной трансмутации», — говорит Марко Ван Левен, представитель ALICE.

---

Золото, полученное в результате трансмутации на Большом адронном коллайдере (LHC), является радиоактивным, или, по крайней мере, может быть радиоактивным, в зависимости от точного изотопа, который образуется.

Вот почему:

🧬 Почему это золото может быть нестабильным?

• Природное золото в основном состоит из стабильного изотопа Au-197 (один-единственный стабильный изотоп).
• При ядерной трансмутации, особенно в результате высокоэнергетических ядерных взаимодействий, чаще всего образуются нестабильные изотопы золота, например:
  • Au-198 (период полураспада ~2.7 суток, бета-распад),
  • Au-199, Au-200 и др. — также радиоактивны.
• Золото образуется при выбивании трёх протонов из ядра свинца-208 (Pb-208). Это может привести к образованию нестабильных изотопов золота с массовым числом около 205 (например, Au-205), которые не являются стабильными.

⚠️ А главное — золото не «живет» долго:

• Эти ядра золота образуются в ультракороткий момент (менее наносекунды), затем с огромной энергией ударяются о стенки ускорителя и разрушаются.
• Поэтому на практике это неприменимо для накопления золота, не говоря уже о его использовании в ювелирных или технических целях.

🧾 Вывод:

Золото, полученное в результате трансмутации свинца на LHC:

• Существует лишь доли секунды,
• В основном состоит из нестабильных (радиоактивных) изотопов,
• И не может быть использовано ни в промышленности, ни в быту.

🚀 Что дальше: золото из воздуха или путь к звёздам?

Хотя путь к обогащению с помощью коллайдера закрыт — для создания хотя бы 1 грамма золота потребуются миллионы лет работы и колоссальные энергозатраты — сам факт превращения одного элемента в другой открывает двери в новую физику.

Может быть, в будущем мы сможем использовать такие методы в космосе или для утилизации ядерных отходов? А пока человечество может с удовлетворением сказать: мечта алхимиков сбылась — пусть и не так, как они надеялись. Так что алхимики были бы рады, но радиационный фон — нет 😊.

---